PENSAMENTO QUÍMICO E AS HABILIDADES COGNITIVAS DE ESTUDANTES EM UMA AULA EXPERIMENTAL

Autores

DOI:

https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2024v29n3p324

Palavras-chave:

Experimentação, Aprendizado científico, Variáveis de progresso

Resumo

A inclusão da experimentação nas aulas de Química representa uma ferramenta pedagógica para aprimorar a compreensão dos conceitos, capacitando os estudantes a estabelecer conexões entre conteúdos e práticas científicas. Por meio da experimentação, é possível enriquecer a experiência de aprendizado ao estimular o desenvolvimento do pensamento químico e das habilidades cognitivas dos estudantes. Neste estudo, analisamos os diferentes níveis de habilidades cognitivas demonstradas por estudantes de um curso de Química ao responderem questões disponibilizadas durante uma atividade experimental. Também investigamos se esses níveis estão relacionados às variáveis de progresso do pensamento químico. Os dados foram coletados em uma disciplina ministrada para o último ano de um curso de graduação em Química-Licenciatura de uma universidade da região Sul do Brasil. A análise dos dados foi conduzida segundo os princípios da análise de conteúdo. A coleta de dados incluiu diversos documentos, como as questões pré e pós-experimento presentes no roteiro da aula, além das respostas escritas dos licenciandos a essas questões. As questões e as respostas dos estudantes foram categorizadas em diferentes níveis de habilidades cognitivas. Além disso, as respostas dos estudantes foram categorizadas segundo as variáveis de progresso do pensamento químico. Verificamos que a atividade permitiu que os estudantes transitassem por diferentes variáveis e manifestassem níveis de habilidades cognitivas de alta ordem. Identificamos conexões entre os níveis de habilidades cognitivas nas respostas dos estudantes e os níveis das questões. Por fim, propomos um modelo que integra diferentes níveis do conhecimento químico, distintas habilidades cognitivas e as variáveis de progresso do pensamento químico, permitindo que o ensino e a aprendizagem em Química transcendam a mera assimilação de informações, abrangendo uma compreensão aprofundada da natureza da química.

Biografia do Autor

  • Fernanda Garcia de Almeida, Universidade Estadual de Londrina ˗ UEL
    Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Educação Matemática Universidade Estadual de Londrina
  • Fabiele Cristiane Dias Broietti, Universidade Estadual de Londrina ˗ UEL
    Universidade Estadual de LondrinaPrograma de Pós Graduação em Ensino de Ciências e Educação MatemáticaDepartamento de Química
  • Vicente A. Talanquer, University of Arizona
    Vicente Talanquer é Professor no Departamento de Química e Bioquímica da Universidade do Arizona. Sua pesquisa concentra-se no raciocínio dos estudantes em química.

Referências

Almeida, F. G., Arrigo, V., & Broietti, F. C. D. (2020). Relatos de pós-graduandos em Ensino de Ciências e Educação Matemática a respeito de aspectos da formação em tempos de pandemia. Revista Docência do Ensino Superior, 10, 1–21. https://doi.org/10.35699/2237-5864.2020.24732

Almeida, F. G., & Broietti, F. C. D. (2023a). Explorando o pensamento químico de licenciandos em aulas experimentais remotas. Química nova na escola,16(2), 285-312. Recuperado de http://dx.doi.org/10.21577/0104-8899.20160296

Almeida, F. G., & Broietti, F. C. D. (2023b). Evidências do pensamento químico manifestadas por licenciandos em uma atividade experimental. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, 45(1), 69-84. Recuperado de https://doi.org/10.5007/1982-5153.2023.e91762

Araújo, M. S. T., & Abib, M. L. V. S. (2003). Atividades Experimentais no Ensino de Física: Diferentes Enfoques, Diferentes Finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física, 25(2), 176-194. Recuperado de https://www.scielo.br/j/rbef/a/PLkjm3N5KjnXKgDsXw5Dy4R/?format=pdf&lang=pt

Azevedo, M. C. P. S. (2004). Ensino por Investigação: problematizando as atividades em sala de aula. In: Carvalho, A. M. P. (Org.). O Ensino de Ciências: unindo a pesquisa e a prática. São Paulo: Pioneira Thomson Learning.

Azevedo, C. E. F., Oliveira, L. G. L., Gonzalez, R. K., & Abdalla, M. M. (2013). A estratégia de triangulação: objetivos, possibilidades, limitações e proximidades com o pragmatismo. VI Encontro de Ensino e Pesquisa em Administração e Contabilidade, Brasília-DF. Recuperado de http://www.anpad.org.br/admin/pdf/EnEPQ5.pdf

Banks, G., Clinchot, M., Cullipher, S., Huie, R.; Lambertz, J., Lewis, R., Ngai, C., Sevian, H., Szteinberg, G., Talanquer, V., & Weinrich, M. (2015). Uncovering Chemical Thinking in Students’ Decision Making: A Fuel-Choice Scenario. Journal of Chemical Education, 92(10), 1610–1618. Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jchemed.5b00119

Bardin, L. (2011). Análise de conteúdo. São Paulo: Edições 70.

Barbosa, F. T., & Aires, J. A. (2017). A abordagem HFC por meio de estudos de casos históricos: propostas didáticas para o Ensino de Química. Educação Química en Punto de Vista, 1(2), p. 97-120. Recuperado de https://doi.org/10.30705/eqpv.v1i2.906

Bernardo, R. A., Suart, R. C., & Souza, J. A. (2023). Contribuição de uma sequência de aulas investigativas para a promoção da argumentação em química. Revista Debates em Ensino de Química, 9(1), 294-315. Recuperado de https://doi.org/10.53003/redequim.v9i1.5797

Broietti, F. C. D., Ferracin T. P., & Arrigo, V. (2018). Explorando o conceito “densidade” com estudantes do ensino fundamental. Góndola, Enseñanza y Aprendizaje de las Ciencias, 13(2), p. 201-217. Recuperado de https://doi.org/10.14483/23464712.11572

Chamizo, J. A. (2013). Technochemistry: one of the chemists’ ways of knowing. Foundations of Chemistry, 15(2), p.157-170. Recuperado de https://doi.org/10.1007/s10698-013-9179-z

Chemical thinking. (2020). Chemical Education Xchange. Recuperado de https://www.chemedx.org/article/chemical-thinking

Cullipher, S., Sevian, H., & Talanquer, V. (2015). Reasoning about benefits, costs, and risks of chemical substances: mapping different levels of sophistication. Chemistry Education Research and Practice, 16(2), 377–392. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2015/rp/c5rp00025d

Francisco Junior, W. E., Ferreira, L. H., & Hartwig, D. R. (2009). Um Modelo para o Estudo do Fenômeno de Deposição Metálica e Conceitos Afins. Química nova na escola, 31(2), 82-87. Recuperado de http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc31_2/04-EA-4208.pdf

Gabel, D., Samuel, K., & Hunn, D. (1987). Understanding the particulate nature of matter. Journal of Chemical Education, 64(8), 695–697. Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ed064p695

Gabel, D. (1993). Use of the particulate nature of matter in developing conceptual understanding. Journal of Chemical Education, 70(3), 193-194, Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed070p193

Gabel, D. (1999). Improving Teaching and Learning through Chemistry Education Research: A Look to the Future. Journal of Chemical Education, 76(4), 548-554, Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed076p548

Galvão, I. C. M., & Assis, A. (2019). Atividade experimental investigativa no ensino de física e o desenvolvimento de habilidades. Ensino de Ciências e Matemática, 10(1),14-26. Recuperado de https://revistapos.cruzeirodosul.edu.br/index.php/rencima/article/view/1570

Gonçalves, R. P. N., & Goi, M. E. J. (2018). A experimentação investigativa no ensino de ciências na educação básica. Revista Debates Em Ensino De Química, 4(2), 207–221. Recuperado de https://www.journals.ufrpe.br/index.php/REDEQUIM/article/view/1840

Gomes, A. L., Bilessimo, S. M., & Silva, J. B. (2020). Aplicação de sequência didática investigativa com uso de laboratórios online no ensino de química em turmas do ensino médio em escola pública: uma pesquisa-ação. Experiências em Ensino de Ciências. 15(1), 499-519. Recuperado de: https://fisica.ufmt.br/eenciojs/index.php/eenci/article/view/575

Johnstone, A. H. (1982). Macro and Microchemistry. The School Science Review, 64(227), 377-379.

Johnstone, A. H. (1991). Why is science difficult to learn? Things are seldom what they seem. Journal of Computer Assisted Learning, 7(2), 75–83. Recuperado de https://doi.org/10.1111/j.1365-2729.1991.tb00230.x

Johnstone, A.H. (1993). The Development of Chemistry Teaching. The Forum, 70(9), 701-705. Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ed070p701

Johnstone, A. (2000). Teaching of chemistry-logical or psychological. Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 1(1), 9-15. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2000/rp/a9rp90001b

Lambach, M., & Marques, C. A. (2014). Lavoisier e a influência nos estilos de Pensamento Químico: contribuições ao ensino de química contextualizado sócio-historicamente. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Química, 14(1), 9-30. Recuperado de https://periodicos.ufmg.br/index.php/rbpec/article/view/4280

Leal, R. R., Schetinger, M. R. C., & Pedroso, G. B. (2019). Experimentação investigativa em Eletroquímica e argumentação no Ensino Médio em uma Escola Federal em Santa Maria/RS. Revista De Ensino De Ciências E Matemática, 10(6), 142–162. Recuperado de https://revistapos.cruzeirodosul.edu.br/rencima/article/view/2009

Moreira, M. A. (2014). Modelos científicos, modelos mentais, modelagem computacional e modelagem matemática: aspectos epistemológicos e implicações para o ensino. Revista Brasileira de Ensino de C&T, 7(2), 1-20. Recuperado de https://periodicos.utfpr.edu.br/rbect/article/view/2037/1267

National Research Council [NRC]. (2003). Beyond the molecular frontier: challenges for chemistry and chemical engineering. Washington: National Academy Press.

Melo, M. S., & Silva, R. R. (2019). Os três níveis do conhecimento químico: dificuldades dos alunos na transição entre o macro, o submicro e o representacional. Revista Exitus, 9(5), 301 – 330. Recuperado de http://educa.fcc.org.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2237-94602019000500301

Oliveira, N., Soares, M., & Herbert, F. B. (2010). As atividades de experimentação investigativa em ciência na sala de aula de escolas de ensino médio e suas interações com o lúdico. In Atas do XV Encontro Nacional de Ensino de Química – DF. BrasíliaI, DF.

Oliveira, F. V., Candito, V., & Braibante, M. E. F. (2021). ABP no contexto aromas: uma proposta de material paradidático para o ensino de funções orgânicas. Ciência E Natura, 43, e61. Recuperado de https://doi.org/10.5902/2179460X64635

Rezende, B. de P., & Silva, A. C. A. (2021). Análise dos roteiros de atividades experimentais nos livros didáticos de Química: um estudo das representações e dos níveis do pensamento químico. Educação em Ciências e Matemática, 17(39), 46-60. Recuperado de https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8240627

Rossi, A. V., Massarotto, A. M., Garcia, F. B. T., Anselmo, G. R. T., Marco, I. L. G., Curralero, I. C. B., Terra, J., & Zanini. S. M. C. (2008). Reflexões sobre o que se ensina e o que se aprende sobre densidade a partir da escolarização. Química nova na escola, 30, 55-50. Recuperado de https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3072454/mod_resource/content/1/artigo%20densidade.pdf

Santos, W. L. P. (2011). A química na formação para a cidadania. Educación Química, 22(4), p. 300-305. Recuperado de https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2011000400004

Santos, A. O., Silva, R. P., Andrade, D., & Lima, J. P. M. (2013). Dificuldades e motivações de aprendizagem em Química de alunos do ensino médio investigadas em ações do (PIBID/UFS/Química). Scientia Plena, 9(7(b). Recuperado de https://scientiaplena.org.br/sp/article/view/1517

Santos, C., Freitas, P. S., & Lopes, M. M. (2020). Ensino remoto e a utilização de laboratórios virtuais na área de ciências naturais. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, 12(1), p. 20. Recuperado de: https://ei.unipampa.edu.br/uploads/evt/arq_trabalhos/22601/etp2_resumo_expandido_22601.pdf.

Sevian, H., & Talanquer, V. (2014). Rethinking chemistry: a learning progression on chemical thinking (2014). Chemistry Education Research and Practice, 15(1), 10-23. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/rp/c3rp00111c

Silva, R. M. G. (2010). Conhecimentos Químicos no ensino de ciências das séries iniciais do ensino fundamental: uma forma de desenvolver o pensamento químico. Ensino em Re-Vista, 16(1), 91-103. Recuperado de https://seer.ufu.br/index.php/emrevista/article/view/7953/5060

Sjöström, J., & Talanquer, V. (2018). Eco-reflexive chemical thinking and action. Green and sustainable chemistry, 16(13), 16-20. Recuperado de https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452223618300099

Sousa, L. G., & Valério, R. B. R. (2021). Química experimental no ensino remoto em tempos de Covid-19. Ensino Em Perspectivas, 2(4), 1-10. Recuperado de: https://revistas.uece.br/index.php/ensinoemperspectivas/article/view/6652

Stammees, H., Henze, I., Barendsen, E., & Vries M. J. (2021). Teachers Noticing Chemical Thinking While Students Plan and Draw Designs. In Design-Based Concept Learning in Science and Technology Education, 311-343.

Suart, R. de C., & Marcondes, M. E. R. (2009). As habilidades cognitivas manifestadas por alunos do ensino médio de química em uma atividade experimental investigativa. Educação em Ciências, 8(2), 1-22. Recuperado de https://periodicos.ufmg.br/index.php/rbpec/article/view/4022

Talanquer, V. (2011). Macro, submicro, and symbolic: the many faces of the chemistry ―triplet‖. International Journal of Science Education, 33(2), 179-195, 2011. Recuperado de https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09500690903386435

Talanquer, V. (2013). School chemistry: the need for transgression. Science & Education, 22(7), 1757–1773. Recuperado de https://doi.org/10.56117/resbenq.2021.v2.e022104

Talanquer, V. (2019). Some insights into assessing chemical systems thinking Journal of Chemical Education, 96(12), 2918-2925. Recuperado de https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jchemed.9b00218

Talanquer, V., & Pollard, J. (2010). Let’s teach how we think instead of what we know. Chemistry Education Research and Practice, 11(2), 74–83. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2010/rp/c005349j

Tenreiro-Vieira, C., & Vieira, R. M. (2019). Promover o pensamento crítico em ciências na escolaridade básica: Propostas e desafios. Revista Latinoamericana de Estudios Educativos, 15(15), 36-49. Recuperado de https://doi.org/10.17151/rlee.2019.15.1.3

Yan, F., & Talanquer, V. (2015). Students’ Ideas about How and Why Chemical Reactions Happen: Mapping the conceptual landscape. International Journal of Science Education, 37(8), 3066-3092. Recuperado de https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09500693.2015.1121414

Zappellini, M. B., & Feuerschutte, S. G. (2015). O uso da triangulação na pesquisa científica brasileira em administração. Administração: ensino e pesquisa. 16(2), 241–273. Recuperado de https://doi.org/10.13058/raep.2015.v16n2.238

Zoller, U., & Pushkin, D. (2007). Matching Higher-Order Cognitive Skills promotion goals with problem-based laboratory practice in a freshman organic chemistry course. Chemistry Education Research and Practice, 8(2), 153-171. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2007/rp/b6rp90028c

Zoller, U., Dori, Y., & Lubezky, A. (2002). Algorithmic and LOCS and. HOCS (Chemistry) Exam Questions: Performance and Attitudes of College Students. International Jounal Science Education, 24(2), 185-203. Recuperado de https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09500690110049060

Zompero, A. F., Garbim, T. H. S., Souza, C. H. B., & Barrichelo, D. (2018). Habilidades cognitivas apresentadas por alunos participantes de um projeto de iniciação científica no ensino médio. Enseñanza y Aprendizaje de las Ciencias, 13(2), 325-337. Recuperado de http://doi.org/10.14483/23464712.12838

Weinrich, M. L., & Talanquer, V. (2015). Mapping students' conceptual modes when thinking about chemical reactions used to make a desired product. Chemistry Education Research and Practice journal, 2015, 16(3), 561-577. Recuperado de https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2015/rp/c5rp00024f

Downloads

Publicado

2024-12-26

Edição

Seção

Artigos

Como Citar

Almeida, F. G. de, Broietti, F. C. D., & Talanquer, V. A. (2024). PENSAMENTO QUÍMICO E AS HABILIDADES COGNITIVAS DE ESTUDANTES EM UMA AULA EXPERIMENTAL. Investigações Em Ensino De Ciências, 29(3), 324-348. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2024v29n3p324