Os mapas conceituais são ferramentas gráficas que possibilitam a representação dos modelos mentais do aluno. Devido a essa capacidade, o mapa conceitual pode ser utilizado como ferramenta avaliativa de conhecimento. O uso dessa ferramenta em sala de aula gera cargas na memória de trabalho que podem ser referentes ao conteúdo (carga intrínseca) ou à forma como esse recurso está sendo trabalhado na sala de aula (carga extrínseca). Este trabalho tem por objetivo investigar como os mapas conceituais auxiliam na avaliação da aprendizagem da disciplina Ciências da Natureza: Ciência, Cultura e Sociedade ofertada na Universidade de São Paulo para alunos ingressantes de diversos cursos de graduação (n = 64) durante o período de 2013.1 sobre o conteúdo de Mudanças Climáticas. Nas turmas avaliadas o mapa conceitual poderia ser utilizado como ferramenta de preparação para prova (MCPREP) como também era utilizado como parte da avaliação formal da disciplina (MC-AVAL). Essa pesquisa se constitui de três Estudos que investigam: 1. As diferenças de perfis de mapas conceituais obtidos na condição de MC-PREP x MCAVAL; 2. Se o grupo de alunos que fizeram MC-PREP tiveram MC-AVAL com perfil diferente daqueles que não fizeram; 3. A existência de uma correlação entre as características do MC-AVAL com o conhecimento declarativo dos estudantes. Os mapas conceituais foram avaliados considerando aspectos estruturais e semânticos. As metodologias das análises realizadas foram retiradas de trabalhos presente na literatura. Entre os aspectos semânticos estavam o uso de materiais instrucionais, a natureza das proposições, a presença de erros e a aderência a pergunta focal. Além dessas análises, foi verificada a presença de agrupamentos naturais que pudessem ser explicados com uso das categorias teóricas. A análise dos resultados indica que os mapas conceituais das condições MC-PREP e MC-AVAL são bastante distintas entre si, pois atendiam a objetivos educacionais diferentes. No Estudo 2 verificou-se que o MC-PREP não influenciou fortemente a elaboração do MC-AVAL, pois a diminuição da carga extrínseca provocada pela elaboração de MC-PREP não foi suficiente para mostrar diferenças entre os grupos, já que ambos estavam altamente treinados na técnica de mapeamento conceitual. Por fim, no Estudo 3, o principal fator correlacionando o conhecimento declarativo com a complexidade dos mapas conceituais foi o percentual de proposições apropriadas. As conclusões do trabalho são que a demanda de elaboração do mapa conceitual é realmente orientadora de produto, a elaboração de um mapa conceitual a mais em um grupo bem treinado na técnica não altera seu desempenho e o principal meio de avaliar os mapas conceituais deve ser a leitura de suas proposições constituintes. / Concept maps are graphical tools that allows the representation of the student\'s mental models. Due to this capacity, the concept map can be used as an assessement tool of knowledge. The use of this tool in the classroom generates loads in working memory which can be related to the content (intrinsic load) or how this feature is being used in the classroom (extrinsic load). This study aims to investigate how the concept maps help to assess learning in the Natural Science: Science, Culture and Society course offered at the University of São Paulo for students of various undergraduate courses (n = 64) during the 2013.1 on the content of climate change. In the course, conceptual map could be used as a preparation tool for test (CM-PREP) and was also used as part of the formal evaluation of the course (CM-EVAL). This research is composed of three studies that investigate: 1. Differences in conceptual maps profiles obtained on condition of CM-PREP x CMEVAL; 2. If the group of students who took CM-PREP had a different profile in CMAVAL of those who did not; 3. The existence of a correlation between CM-EVAL features with the declarative knowledge of students. Concept maps were evaluated considering structural and semantic aspects. The methodologies of analyzes are taken from other papers. Among the semantic aspects were the use of instructional materials, the nature of the propositions, the presence of errors and adhesion to focus question. In addition to these analyzes, it was verified the presence of natural groups that could be explained with the use of theoretical categories. Analysis of the results indicates that the conceptual maps of the CM-PREP and CM-EVAL conditions are quite distinct from each other as it catered to different educational goals. At the Study 2, it was found that the CM-PREP not strongly influenced the development of CM-EVAL, as the reduction of extrinsic charge caused by CM-PREP elaboration was not enough to show differences between the groups, since both were highly trained in conceptual mapping technique. Finally, in Study 3, the main factor correlating the declarative knowledge to the complexity of the conceptual maps was the percentage of appropriate propositions. We concluded that the demand of elaboration of the conceptual map is actually the guide to the type of conceptual map obtained, the elaboration of CM-PREP does not change in a well-trained group in the technique and the main method of assessing concept maps should be reading its propositions.

As technology and capital markets complexity increases, so does the amount of accounting information disclosed by companies in their financial reports. Nowadays, we reached an impasse, where it is questionable if more information will in fact reduce information asymmetry. Previous authors strongly criticize the length of financial statements and annual reports, arguing that they should communicate more rather than just be voluminous as the current volume of information can be counterproductive to the average individual to acquire, retain and process all available information. Based on evidence of previous accounting literature on presentation format and the psychology theories of attribution theory and cognitive load theory, we hypothesize that, by manipulating accounting information using a more general accessible format such as the narrative one, individual investors are able to better understand accounting information and, thereafter, make a more effective use of it versus the concurrent non-fundamental information available in a standard investment decision making setting. To achieve our research goal, we use a mixed method research strategy with an Exploratory Sequential Design: the qualitative method act as a preparation for the quantitative one. Concerning the qualitative method, we interview- using the Q methodology approach - 31 subjects, being 13 analysts/professional investors and 18 individual investors. Our objective in this phase is to identify patterns in the usage of accounting/non-accounting information by analysts/professional investors, in contrast to individual investors\' information choices. By doing so, we can use the obtained results to base our experimental information choices regarding (a) which accounting information pieces were most preferable to professional investors and (b) the information presentation sequence to be followed in the experimental setting. Next, we develop a 2 X 2 between-subjects experimental design in which we manipulate the presentation format of a hypothetical company between the traditional \'tabular and footnotes\' design versus the narrative content-only design. We also vary the financial performance between \'good\' and \'bad\' to check if the variables of interest would impact (a) investment propensity on the company\'s shares and (b) the amount of information retrieved from memory. As our main results, we find that the narrative format per se does not impact investment propensity and that the alternative presentation format is beneficial for participants with less than 5 years of investment experience in capital markets in the poor financial performance condition, adjusting their investment propensity to the same investment propensity level of more experienced investors. / A medida que a complexidade da tecnologia e dos mercados de capitais aumentou, o montante da informação contábil divulgada pelas empresas em seus relatórios financeiros também aumentou. Atualmente, chegamos a um impasse, onde é questionável se mais informações reduzem a assimetria de informações. Autores anteriores criticam fortemente o tamanho das demonstrações financeiras e relatórios anuais, argumentando que eles devem comunicar mais ao invés de apenas serem volumosos, já que o atual volume de informações pode ser contraproducente para o indivíduo médio adquirir, reter e processar todas as informações disponíveis. Com base na evidência de literatura contábil anterior sobre o formato de apresentação e as teorias de psicologia, teoria da atribuição e teoria da carga cognitiva, temos a hipótese de que, ao manipular informações contábeis através de um formato amplamente mais acessível, como a narrativa, os investidores individuais serão capazes de compreender melhor as informações contábeis e, posteriormente, ter um uso mais proeminente delas em relação às atuais informações não fundamentais disponíveis para uma avaliação de decisão de investimento. Para alcançar nosso objetivo de pesquisa, utiliza-se uma estratégia de pesquisa de método misto com um Desenho Sequencial Exploratório, o método qualitativo atua como uma preparação para o quantitativo. Como método qualitativo, entrevistou-se - usando a abordagem da Metodologia Q - 31 sujeitos, sendo 13 analistas/investidores profissionais e 18 investidores individuais. O objetivo nesta fase foi entender o padrão de comportamento de uso de informações contábeis/não-contábeis por analistas/investidores profissionais, em comparação com as escolhas de informações de investidores individuais. Ao fazê-lo, puderam-se usar os resultados obtidos das entrevistas para basear as escolhas de informações experimentais em relação a (a) quais peças de informação contábil eram mais preferíveis aos investidores profissionais e (b) a sequência de apresentação de informações a seguir na configuração experimental. Em seguida, desenvolve-se um design experimental 2 x 2 entre os sujeitos em que manipulamos o formato de apresentação de uma empresa hipotética entre o design tradicional \'tabular e notas explicativas\' versus o design narrativo apenas de conteúdo. Foi alterado também o desempenho financeiro entre \'bom\' e \'ruim\' para verificar se as variáveis de interesse impactam (a) propensão de investimento nas ações da empresa e (b) a quantidade de informações recuperadas da memória. Como nossos principais resultados, identificamos que o formato narrativo individualmente não afeta a propensão de investimento e que o formato de apresentação alternativa beneficiou os participantes com menos de 5 anos de experiência de investimento nos mercados de capitais na condição de má performance financeira, ajustando sua propensão ao mesmo nível de investimento de investidores mais experientes.

Os mapas conceituais (MCs) são organizadores gráficos com grande potencial para estimular a aprendizagem significativa. Porém, poucos trabalhos exploram o uso dos MCs elaborados pelo professor como material instrucional de Química. Nesta tese, a explicação química para dois fenômenos macroscópicos (cor nos fogos de artifício e a condução elétrica em diferentes materiais) foram escolhidos para serem representados e ensinados por meio dos MCs. A possibilidade de ler o MC de várias formas, a necessidade em estabelecer uma sequência de leitura e, a dificuldade do conteúdo representado podem gerar, no aluno que interage com o material, uma sensação de desorientação. A desorientação compromete os recursos cognitivos destinados à aprendizagem (processamento generativo) devido a uma alta complexidade do conteúdo (i.e., carga cognitiva intrínseca) ou a um formato de instrução inadequado (i.e., carga cognitiva extrínseca). Considerando os pressupostos da Teoria da Carga Cognitiva e da Teoria da Aprendizagem Multimídia, esses materiais devem ser elaborados de modo que as demandas cognitivas impostas ao aluno não excedam a limitada capacidade da MT, caso contrário, não sobrará recursos cognitivos suficientes para processar e adquirir novas informações, isto é, aprender. Sendo assim, o objetivo dessa tese foi avaliar o impacto de algumas estratégias para minimizar a desorientação provocada por MCs que organizam conteúdos de Química e, consequentemente, potencializar a aprendizagem de conceitos científicos. Três estudos foram conduzidos para avaliar o impacto do uso de dicas gráficas de navegação (Estudo I), do tipo de organização conceitual (Estudo II), do uso de recursos digitais associados ao MC (i.e., um hipertexto) e do nível de conhecimento prévio dos alunos (Estudo III) no ganho de conhecimento factual e conceitual e na carga cognitiva (e.g., esforço mental) declarada para compreender o conteúdo químico. Ao total, 253 alunos ingressantes à Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo participaram desta pesquisa entre os anos de 2014 e 2017. A metodologia quantitativa (em um planejamento quase-experimental) foi adotada para comparar estatisticamente as médias de desempenho e esforço mental dos alunos alocados em diferentes condições experimentais. Com base nos resultados, foi possível concluir que (1) independentemente do tipo de MC utilizado como material instrucional, todos os alunos foram capazes de aumentar o seu nível de conhecimento factual sobre o conteúdo químico e, (2) o uso da cor e da hierarquia conceitual como dicas gráficas de navegação foram capazes de minimizar a desorientação provocada pelos MCs via gestão de carga intrínseca e redução da carga extrínseca, respectivamente. O processamento generativo pôde ser potencializado pelo uso de recursos digitais associados ao MC, tornando-o um hipertexto com certo grau de orientação de navegação. Algumas implicações educacionais, limitações da pesquisa e possibilidade de estudos futuros também são apresentadas. / Concept maps (Cmaps) are graphical organisers with great potential to foster meaningful learning. However, just a few studies explore the use of teacher-prepared Cmaps as chemistry instructional material. In this thesis, chemical explanations for two macroscopic phenomena (the colour in fireworks and electric conductivity) are chosen to be represented and taught through Cmaps. The possibility of reading the Cmap in different ways, the need for establishing a reading sequence and the content difficulty can lead, for the learner who is interacting with the material, a sense of disorientation. Disorientation impairs the cognitive resources that should be used for learning (generative processes) due to either a high content complexity (i.e., intrinsic load) or an unsuited format of instruction (i.e., extraneous load). Based on the assumptions of Cognitive Load Theory and Multimedia Learning Theory, these materials should be elaborated in a way that the cognitive load imposed to the learners does not exceed the limited working memory capacity, otherwise, there are no left cognitive resources to process and acquire new knowledge (i.e., learn). The thesis\' goal was to evaluate the impact of some strategies in minimizing the disorientation of Cmap that organizes chemistry contents and, consequently, to foster scientific conceptual learning. Three studies were conducted to evaluate the impact of: using navigational graphical cues (Study I), different types of conceptual organisation (Study II), using digital resources linked to the Cmap (i.e., hypertext) and the level of learners\' prior knowledge (Study III) on the gain of factual and conceptual knowledge and the cognitive load (e.g., mental effort) related to understanding the chemical content. In total, 253 freshman university students to the School of Arts, Science and Humanities of the University of São Paulo participated in this research between 2014 and 2017. A quantitative methodology (by a pre-test-to-post-test quasi-experimental design) were adopted for statistically comparing the mean of performance and mental effort from students in different experimental conditions. Considering the results, it was concluded that: (1) regardless the type of Cmap used as instructional material, all students were capable to improve their level of factual knowledge about chemical concepts and (2) the use of colour and conceptual hierarchy as navigational graphical cues decreased Cmap disorientation by managing intrinsic load and reducing extraneous load, respectively. Generative processing was fostered using digital resources linked to the Cmap by offering a scaffold for hypertext navigation. Some educational implications, research limitations and future studies are also presented.

As technology and capital markets complexity increases, so does the amount of accounting information disclosed by companies in their financial reports. Nowadays, we reached an impasse, where it is questionable if more information will in fact reduce information asymmetry. Previous authors strongly criticize the length of financial statements and annual reports, arguing that they should communicate more rather than just be voluminous as the current volume of information can be counterproductive to the average individual to acquire, retain and process all available information. Based on evidence of previous accounting literature on presentation format and the psychology theories of attribution theory and cognitive load theory, we hypothesize that, by manipulating accounting information using a more general accessible format such as the narrative one, individual investors are able to better understand accounting information and, thereafter, make a more effective use of it versus the concurrent non-fundamental information available in a standard investment decision making setting. To achieve our research goal, we use a mixed method research strategy with an Exploratory Sequential Design: the qualitative method act as a preparation for the quantitative one. Concerning the qualitative method, we interview- using the Q methodology approach - 31 subjects, being 13 analysts/professional investors and 18 individual investors. Our objective in this phase is to identify patterns in the usage of accounting/non-accounting information by analysts/professional investors, in contrast to individual investors\' information choices. By doing so, we can use the obtained results to base our experimental information choices regarding (a) which accounting information pieces were most preferable to professional investors and (b) the information presentation sequence to be followed in the experimental setting. Next, we develop a 2 X 2 between-subjects experimental design in which we manipulate the presentation format of a hypothetical company between the traditional \'tabular and footnotes\' design versus the narrative content-only design. We also vary the financial performance between \'good\' and \'bad\' to check if the variables of interest would impact (a) investment propensity on the company\'s shares and (b) the amount of information retrieved from memory. As our main results, we find that the narrative format per se does not impact investment propensity and that the alternative presentation format is beneficial for participants with less than 5 years of investment experience in capital markets in the poor financial performance condition, adjusting their investment propensity to the same investment propensity level of more experienced investors. / A medida que a complexidade da tecnologia e dos mercados de capitais aumentou, o montante da informação contábil divulgada pelas empresas em seus relatórios financeiros também aumentou. Atualmente, chegamos a um impasse, onde é questionável se mais informações reduzem a assimetria de informações. Autores anteriores criticam fortemente o tamanho das demonstrações financeiras e relatórios anuais, argumentando que eles devem comunicar mais ao invés de apenas serem volumosos, já que o atual volume de informações pode ser contraproducente para o indivíduo médio adquirir, reter e processar todas as informações disponíveis. Com base na evidência de literatura contábil anterior sobre o formato de apresentação e as teorias de psicologia, teoria da atribuição e teoria da carga cognitiva, temos a hipótese de que, ao manipular informações contábeis através de um formato amplamente mais acessível, como a narrativa, os investidores individuais serão capazes de compreender melhor as informações contábeis e, posteriormente, ter um uso mais proeminente delas em relação às atuais informações não fundamentais disponíveis para uma avaliação de decisão de investimento. Para alcançar nosso objetivo de pesquisa, utiliza-se uma estratégia de pesquisa de método misto com um Desenho Sequencial Exploratório, o método qualitativo atua como uma preparação para o quantitativo. Como método qualitativo, entrevistou-se - usando a abordagem da Metodologia Q - 31 sujeitos, sendo 13 analistas/investidores profissionais e 18 investidores individuais. O objetivo nesta fase foi entender o padrão de comportamento de uso de informações contábeis/não-contábeis por analistas/investidores profissionais, em comparação com as escolhas de informações de investidores individuais. Ao fazê-lo, puderam-se usar os resultados obtidos das entrevistas para basear as escolhas de informações experimentais em relação a (a) quais peças de informação contábil eram mais preferíveis aos investidores profissionais e (b) a sequência de apresentação de informações a seguir na configuração experimental. Em seguida, desenvolve-se um design experimental 2 x 2 entre os sujeitos em que manipulamos o formato de apresentação de uma empresa hipotética entre o design tradicional \'tabular e notas explicativas\' versus o design narrativo apenas de conteúdo. Foi alterado também o desempenho financeiro entre \'bom\' e \'ruim\' para verificar se as variáveis de interesse impactam (a) propensão de investimento nas ações da empresa e (b) a quantidade de informações recuperadas da memória. Como nossos principais resultados, identificamos que o formato narrativo individualmente não afeta a propensão de investimento e que o formato de apresentação alternativa beneficiou os participantes com menos de 5 anos de experiência de investimento nos mercados de capitais na condição de má performance financeira, ajustando sua propensão ao mesmo nível de investimento de investidores mais experientes.

Os mapas conceituais são organizadores gráficos que favorecem a descrição explícita de relações conceituais por causa da necessidade de elaborá-los a partir de proposições contendo um termo de ligação. O desafio de obter mapas conceituais elaborados pelos alunos que sejam correlacionáveis com parte dos seus modelos mentais é um obstáculo que merece mais investigações. Dois aspectos relevantes podem ser usualmente negligenciados por parte dos docentes que usam os mapas conceituais em sala de aula: (i) a necessidade de treinar os alunos na técnica de mapeamento conceitual e (ii) a importância de se definir como os mapas conceituais serão solicitados aos alunos. O descuido com esses fatores resulta em mapas conceituais superficiais e com baixa clareza semântica, que não refletem a organização conceitual que está contida na estrutura cognitiva do mapeador. Nesse trabalho investigamos o uso de mapas conceituais como ferramenta de avaliação em um dos momentos da disciplina ACH 0131 Ciências da Natureza oferecida a alunos ingressantes na graduação, a fim de verificar o conhecimento conceitual dos alunos sobre Astronomia sob a perspectiva do desenvolvimento tecnológico e científico. Dois mapas conceituais foram considerados nessa pesquisa: um construído uma semana antes da prova e que poderia ser usado como material de consulta (MC-PREP) e outro que era parte da avaliação e deveria ser construído no dia da prova (MC-AVAL). Para esse trabalho propusemos dois estudos complementares para avaliação do efeito da elaboração do MC-PREP sobre as características estruturais e semânticas do MC-AVAL (Estudo I) e avaliação da relação entre características estruturais e semânticas do MC-AVAL e o entendimento conceitual dos alunos sobre a Astronomia no contexto do surgimento da Ciência Moderna e do avanço científico-tecnológico (Estudo II). Como metodologia, utilizamos análises que consideram os mapas sobre os níveis de conceito, proposição e rede proposicional, oferecendo várias perspectivas sob as quais os mapas conceituais elaborados pelos alunos podem ser avaliados. No Estudo I foi possível verificar que a elaboração do MC-PREP não influenciou nas características estruturais do MC-AVAL, mas influenciou nas características semânticas, de modo que os alunos construíram mais proposições apropriadas e mostraram uma baixa incidência de fuga à pergunta focal. No Estudo II verificamos que os fatores dos MC-AVAL que são positivamente correlacionáveis com o entendimento conceitual dos alunos sobre o tema são, principalmente, a quantidade de proposições apropriadas e a escolha de conceitos mais complexos para compor o mapa de prova. Concluímos com esse trabalho que para alunos bem treinados na técnica de mapeamento conceitual a elaboração de um mapa conceitual preparatório não influencia nas características do mapa de prova mesmo estando próximos da etapa de treinamento. Isso foi explicado pelas características restritivas da demanda e pela proficiência dos alunos. Sob os aspectos semânticos constatamos que a preparação dos alunos influenciou positivamente nas características do MC-AVAL e também que os mapas obtidos eram correlacionáveis com o conhecimento declarativo dos alunos, podendo ser utilizados como ferramentas para avaliação da aprendizagem. / Concept maps are graphic organizers that favor the explicit description of conceptual relationships due to the need to prepare them from propositions that containing a binding term. The challenge to obtain concept maps prepared by students that are correlated with part of their mental models is an obstacle that deserves further investigation. Two important aspects can usually be neglected by teachers who use concept maps in the classroom: (i) the need to train students in the concept mapping technique, and (ii) the importance of to define how the concept maps are requested to students. These two aspects of assessment task with the use of maps generated in students working memory cognitive loads that need to be managed. The neglect of these factors results in superficial concept maps and low semantic clarity that do not reflect the conceptual organization that is contained in cognitive structure of mapper. In this work we investigate the use of concept maps as an assessment tool in one of the moments of discipline ACH 0131 Natural Science offered to first year undergraduate students, in order to verify the conceptual knowledge of students about astronomy from the perspective of technological and scientific development. Two concept maps were considered in this study: the first done one week before the test and that could be used as reference material (CM-PREP) and other that was a part of the test and should be done on day test (CM-EVAL). For this work we proposed two complementary studies to evaluate the effect of the preparation of CM-PREP about the structural and semantic features of the CM-EVAL (Study I) and evaluation of the relationship between structural and semantic features of the CM-EVAL and conceptual understanding of students about astronomy in the context of the emergence of modern science and scientific-technological development (Study II). As methodology were used the analyzes that consider the maps on the levels of concept, proposition and propositional network, offering several perspectives under which the conceptual maps prepared by students can be evaluated. The Study I showed that the development of CM-PREP did not influence the structural features of the CM-EVAL, but influenced the semantic features, so the students used more appropriate propositions and showed a low incidence of escape of the focal question. The Study II verified that the factors of CM-EVAL that are positively correlated with the conceptual understanding of students on the subject are mainly the amount of appropriate propositions and the choice of more complex concepts to compose the test map. We conclude with this work that for well trained students in the concept mapping technique the elaboration of a preparatory concept map does not influence the test map structural features even being near to the training stage. This was explained by the restrictive characteristics of demand and the proficiency of students. On the semantic aspects we observed that the preparation of the students had a positive effect on CM-EVAL features and also that the obtained maps were correlated with the declarative knowledge of the students and can be used as tools for learning assessment.

Os mapas conceituais são organizadores gráficos que favorecem a descrição explícita de relações conceituais por causa da necessidade de elaborá-los a partir de proposições contendo um termo de ligação. O desafio de obter mapas conceituais elaborados pelos alunos que sejam correlacionáveis com parte dos seus modelos mentais é um obstáculo que merece mais investigações. Dois aspectos relevantes podem ser usualmente negligenciados por parte dos docentes que usam os mapas conceituais em sala de aula: (i) a necessidade de treinar os alunos na técnica de mapeamento conceitual e (ii) a importância de se definir como os mapas conceituais serão solicitados aos alunos. O descuido com esses fatores resulta em mapas conceituais superficiais e com baixa clareza semântica, que não refletem a organização conceitual que está contida na estrutura cognitiva do mapeador. Nesse trabalho investigamos o uso de mapas conceituais como ferramenta de avaliação em um dos momentos da disciplina ACH 0131 Ciências da Natureza oferecida a alunos ingressantes na graduação, a fim de verificar o conhecimento conceitual dos alunos sobre Astronomia sob a perspectiva do desenvolvimento tecnológico e científico. Dois mapas conceituais foram considerados nessa pesquisa: um construído uma semana antes da prova e que poderia ser usado como material de consulta (MC-PREP) e outro que era parte da avaliação e deveria ser construído no dia da prova (MC-AVAL). Para esse trabalho propusemos dois estudos complementares para avaliação do efeito da elaboração do MC-PREP sobre as características estruturais e semânticas do MC-AVAL (Estudo I) e avaliação da relação entre características estruturais e semânticas do MC-AVAL e o entendimento conceitual dos alunos sobre a Astronomia no contexto do surgimento da Ciência Moderna e do avanço científico-tecnológico (Estudo II). Como metodologia, utilizamos análises que consideram os mapas sobre os níveis de conceito, proposição e rede proposicional, oferecendo várias perspectivas sob as quais os mapas conceituais elaborados pelos alunos podem ser avaliados. No Estudo I foi possível verificar que a elaboração do MC-PREP não influenciou nas características estruturais do MC-AVAL, mas influenciou nas características semânticas, de modo que os alunos construíram mais proposições apropriadas e mostraram uma baixa incidência de fuga à pergunta focal. No Estudo II verificamos que os fatores dos MC-AVAL que são positivamente correlacionáveis com o entendimento conceitual dos alunos sobre o tema são, principalmente, a quantidade de proposições apropriadas e a escolha de conceitos mais complexos para compor o mapa de prova. Concluímos com esse trabalho que para alunos bem treinados na técnica de mapeamento conceitual a elaboração de um mapa conceitual preparatório não influencia nas características do mapa de prova mesmo estando próximos da etapa de treinamento. Isso foi explicado pelas características restritivas da demanda e pela proficiência dos alunos. Sob os aspectos semânticos constatamos que a preparação dos alunos influenciou positivamente nas características do MC-AVAL e também que os mapas obtidos eram correlacionáveis com o conhecimento declarativo dos alunos, podendo ser utilizados como ferramentas para avaliação da aprendizagem. / Concept maps are graphic organizers that favor the explicit description of conceptual relationships due to the need to prepare them from propositions that containing a binding term. The challenge to obtain concept maps prepared by students that are correlated with part of their mental models is an obstacle that deserves further investigation. Two important aspects can usually be neglected by teachers who use concept maps in the classroom: (i) the need to train students in the concept mapping technique, and (ii) the importance of to define how the concept maps are requested to students. These two aspects of assessment task with the use of maps generated in students working memory cognitive loads that need to be managed. The neglect of these factors results in superficial concept maps and low semantic clarity that do not reflect the conceptual organization that is contained in cognitive structure of mapper. In this work we investigate the use of concept maps as an assessment tool in one of the moments of discipline ACH 0131 Natural Science offered to first year undergraduate students, in order to verify the conceptual knowledge of students about astronomy from the perspective of technological and scientific development. Two concept maps were considered in this study: the first done one week before the test and that could be used as reference material (CM-PREP) and other that was a part of the test and should be done on day test (CM-EVAL). For this work we proposed two complementary studies to evaluate the effect of the preparation of CM-PREP about the structural and semantic features of the CM-EVAL (Study I) and evaluation of the relationship between structural and semantic features of the CM-EVAL and conceptual understanding of students about astronomy in the context of the emergence of modern science and scientific-technological development (Study II). As methodology were used the analyzes that consider the maps on the levels of concept, proposition and propositional network, offering several perspectives under which the conceptual maps prepared by students can be evaluated. The Study I showed that the development of CM-PREP did not influence the structural features of the CM-EVAL, but influenced the semantic features, so the students used more appropriate propositions and showed a low incidence of escape of the focal question. The Study II verified that the factors of CM-EVAL that are positively correlated with the conceptual understanding of students on the subject are mainly the amount of appropriate propositions and the choice of more complex concepts to compose the test map. We conclude with this work that for well trained students in the concept mapping technique the elaboration of a preparatory concept map does not influence the test map structural features even being near to the training stage. This was explained by the restrictive characteristics of demand and the proficiency of students. On the semantic aspects we observed that the preparation of the students had a positive effect on CM-EVAL features and also that the obtained maps were correlated with the declarative knowledge of the students and can be used as tools for learning assessment.

Os mapas conceituais (MCs) são organizadores gráficos com grande potencial para estimular a aprendizagem significativa. Porém, poucos trabalhos exploram o uso dos MCs elaborados pelo professor como material instrucional de Química. Nesta tese, a explicação química para dois fenômenos macroscópicos (cor nos fogos de artifício e a condução elétrica em diferentes materiais) foram escolhidos para serem representados e ensinados por meio dos MCs. A possibilidade de ler o MC de várias formas, a necessidade em estabelecer uma sequência de leitura e, a dificuldade do conteúdo representado podem gerar, no aluno que interage com o material, uma sensação de desorientação. A desorientação compromete os recursos cognitivos destinados à aprendizagem (processamento generativo) devido a uma alta complexidade do conteúdo (i.e., carga cognitiva intrínseca) ou a um formato de instrução inadequado (i.e., carga cognitiva extrínseca). Considerando os pressupostos da Teoria da Carga Cognitiva e da Teoria da Aprendizagem Multimídia, esses materiais devem ser elaborados de modo que as demandas cognitivas impostas ao aluno não excedam a limitada capacidade da MT, caso contrário, não sobrará recursos cognitivos suficientes para processar e adquirir novas informações, isto é, aprender. Sendo assim, o objetivo dessa tese foi avaliar o impacto de algumas estratégias para minimizar a desorientação provocada por MCs que organizam conteúdos de Química e, consequentemente, potencializar a aprendizagem de conceitos científicos. Três estudos foram conduzidos para avaliar o impacto do uso de dicas gráficas de navegação (Estudo I), do tipo de organização conceitual (Estudo II), do uso de recursos digitais associados ao MC (i.e., um hipertexto) e do nível de conhecimento prévio dos alunos (Estudo III) no ganho de conhecimento factual e conceitual e na carga cognitiva (e.g., esforço mental) declarada para compreender o conteúdo químico. Ao total, 253 alunos ingressantes à Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo participaram desta pesquisa entre os anos de 2014 e 2017. A metodologia quantitativa (em um planejamento quase-experimental) foi adotada para comparar estatisticamente as médias de desempenho e esforço mental dos alunos alocados em diferentes condições experimentais. Com base nos resultados, foi possível concluir que (1) independentemente do tipo de MC utilizado como material instrucional, todos os alunos foram capazes de aumentar o seu nível de conhecimento factual sobre o conteúdo químico e, (2) o uso da cor e da hierarquia conceitual como dicas gráficas de navegação foram capazes de minimizar a desorientação provocada pelos MCs via gestão de carga intrínseca e redução da carga extrínseca, respectivamente. O processamento generativo pôde ser potencializado pelo uso de recursos digitais associados ao MC, tornando-o um hipertexto com certo grau de orientação de navegação. Algumas implicações educacionais, limitações da pesquisa e possibilidade de estudos futuros também são apresentadas. / Concept maps (Cmaps) are graphical organisers with great potential to foster meaningful learning. However, just a few studies explore the use of teacher-prepared Cmaps as chemistry instructional material. In this thesis, chemical explanations for two macroscopic phenomena (the colour in fireworks and electric conductivity) are chosen to be represented and taught through Cmaps. The possibility of reading the Cmap in different ways, the need for establishing a reading sequence and the content difficulty can lead, for the learner who is interacting with the material, a sense of disorientation. Disorientation impairs the cognitive resources that should be used for learning (generative processes) due to either a high content complexity (i.e., intrinsic load) or an unsuited format of instruction (i.e., extraneous load). Based on the assumptions of Cognitive Load Theory and Multimedia Learning Theory, these materials should be elaborated in a way that the cognitive load imposed to the learners does not exceed the limited working memory capacity, otherwise, there are no left cognitive resources to process and acquire new knowledge (i.e., learn). The thesis\' goal was to evaluate the impact of some strategies in minimizing the disorientation of Cmap that organizes chemistry contents and, consequently, to foster scientific conceptual learning. Three studies were conducted to evaluate the impact of: using navigational graphical cues (Study I), different types of conceptual organisation (Study II), using digital resources linked to the Cmap (i.e., hypertext) and the level of learners\' prior knowledge (Study III) on the gain of factual and conceptual knowledge and the cognitive load (e.g., mental effort) related to understanding the chemical content. In total, 253 freshman university students to the School of Arts, Science and Humanities of the University of São Paulo participated in this research between 2014 and 2017. A quantitative methodology (by a pre-test-to-post-test quasi-experimental design) were adopted for statistically comparing the mean of performance and mental effort from students in different experimental conditions. Considering the results, it was concluded that: (1) regardless the type of Cmap used as instructional material, all students were capable to improve their level of factual knowledge about chemical concepts and (2) the use of colour and conceptual hierarchy as navigational graphical cues decreased Cmap disorientation by managing intrinsic load and reducing extraneous load, respectively. Generative processing was fostered using digital resources linked to the Cmap by offering a scaffold for hypertext navigation. Some educational implications, research limitations and future studies are also presented.

Os mapas conceituais são ferramentas gráficas que possibilitam a representação dos modelos mentais do aluno. Devido a essa capacidade, o mapa conceitual pode ser utilizado como ferramenta avaliativa de conhecimento. O uso dessa ferramenta em sala de aula gera cargas na memória de trabalho que podem ser referentes ao conteúdo (carga intrínseca) ou à forma como esse recurso está sendo trabalhado na sala de aula (carga extrínseca). Este trabalho tem por objetivo investigar como os mapas conceituais auxiliam na avaliação da aprendizagem da disciplina Ciências da Natureza: Ciência, Cultura e Sociedade ofertada na Universidade de São Paulo para alunos ingressantes de diversos cursos de graduação (n = 64) durante o período de 2013.1 sobre o conteúdo de Mudanças Climáticas. Nas turmas avaliadas o mapa conceitual poderia ser utilizado como ferramenta de preparação para prova (MCPREP) como também era utilizado como parte da avaliação formal da disciplina (MC-AVAL). Essa pesquisa se constitui de três Estudos que investigam: 1. As diferenças de perfis de mapas conceituais obtidos na condição de MC-PREP x MCAVAL; 2. Se o grupo de alunos que fizeram MC-PREP tiveram MC-AVAL com perfil diferente daqueles que não fizeram; 3. A existência de uma correlação entre as características do MC-AVAL com o conhecimento declarativo dos estudantes. Os mapas conceituais foram avaliados considerando aspectos estruturais e semânticos. As metodologias das análises realizadas foram retiradas de trabalhos presente na literatura. Entre os aspectos semânticos estavam o uso de materiais instrucionais, a natureza das proposições, a presença de erros e a aderência a pergunta focal. Além dessas análises, foi verificada a presença de agrupamentos naturais que pudessem ser explicados com uso das categorias teóricas. A análise dos resultados indica que os mapas conceituais das condições MC-PREP e MC-AVAL são bastante distintas entre si, pois atendiam a objetivos educacionais diferentes. No Estudo 2 verificou-se que o MC-PREP não influenciou fortemente a elaboração do MC-AVAL, pois a diminuição da carga extrínseca provocada pela elaboração de MC-PREP não foi suficiente para mostrar diferenças entre os grupos, já que ambos estavam altamente treinados na técnica de mapeamento conceitual. Por fim, no Estudo 3, o principal fator correlacionando o conhecimento declarativo com a complexidade dos mapas conceituais foi o percentual de proposições apropriadas. As conclusões do trabalho são que a demanda de elaboração do mapa conceitual é realmente orientadora de produto, a elaboração de um mapa conceitual a mais em um grupo bem treinado na técnica não altera seu desempenho e o principal meio de avaliar os mapas conceituais deve ser a leitura de suas proposições constituintes. / Concept maps are graphical tools that allows the representation of the student\'s mental models. Due to this capacity, the concept map can be used as an assessement tool of knowledge. The use of this tool in the classroom generates loads in working memory which can be related to the content (intrinsic load) or how this feature is being used in the classroom (extrinsic load). This study aims to investigate how the concept maps help to assess learning in the Natural Science: Science, Culture and Society course offered at the University of São Paulo for students of various undergraduate courses (n = 64) during the 2013.1 on the content of climate change. In the course, conceptual map could be used as a preparation tool for test (CM-PREP) and was also used as part of the formal evaluation of the course (CM-EVAL). This research is composed of three studies that investigate: 1. Differences in conceptual maps profiles obtained on condition of CM-PREP x CMEVAL; 2. If the group of students who took CM-PREP had a different profile in CMAVAL of those who did not; 3. The existence of a correlation between CM-EVAL features with the declarative knowledge of students. Concept maps were evaluated considering structural and semantic aspects. The methodologies of analyzes are taken from other papers. Among the semantic aspects were the use of instructional materials, the nature of the propositions, the presence of errors and adhesion to focus question. In addition to these analyzes, it was verified the presence of natural groups that could be explained with the use of theoretical categories. Analysis of the results indicates that the conceptual maps of the CM-PREP and CM-EVAL conditions are quite distinct from each other as it catered to different educational goals. At the Study 2, it was found that the CM-PREP not strongly influenced the development of CM-EVAL, as the reduction of extrinsic charge caused by CM-PREP elaboration was not enough to show differences between the groups, since both were highly trained in conceptual mapping technique. Finally, in Study 3, the main factor correlating the declarative knowledge to the complexity of the conceptual maps was the percentage of appropriate propositions. We concluded that the demand of elaboration of the conceptual map is actually the guide to the type of conceptual map obtained, the elaboration of CM-PREP does not change in a well-trained group in the technique and the main method of assessing concept maps should be reading its propositions.

Os mapas conceituais são organizadores gráficos utilizados no processo de ensino e de aprendizagem. Sua efetividade em sala de aula é pouco explorada como instrumento avaliativo por alguns motivos como o treinamento dos alunos, na sua elaboração e na devolutiva do professor aos alunos, que pode ser influenciada pela forma de abordagem e recepção. Essa pesquisa teve por objetivo investigar a utilização dos mapas conceituais com proposições incorretas como instrumento avaliativo em uma sala de aula invertida Flipped Classroom. Foi investigado também quais as estratégias de ensino e de aprendizagem utilizadas pelo professor e pelos alunos para se planejarem e se organizarem dentro da disciplina. Três estudos foram realizados para analisar o efeito do mapa conceitual com proposições incorretas no desempenho dos alunos (Estudo 1), como os alunos se prepararam para as aulas e para as provas em uma disciplina cuja metodologia da sala de aula foi invertida (Estudo 2) e quais foram as estratégias de ensino e de aprendizagem utilizadas pelo professor e pelos alunos nessa organização pedagógica (Estudo 3). Participaram dessa pesquisa 86 alunos ingressos na Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo, no primeiro semestre de 2016, na disciplina de Ciências da Natureza. O referencial teórico fundamentou-se na Teoria da Carga Cognitiva de Sweller (1988) e na Teoria Social Cognitiva de Bandura (1986). A abordagem utilizada para a pesquisa foi mista sendo no Estudo 1 e Estudo 2 quantitativa e no Estudo 3 a qualitativa e o procedimento escolhido foi o estudo de caso. Os resultados obtidos evidenciaram que: o mapa conceitual com proposição incorreta pode ser mais uma ferramenta avaliativa agregada às que são usualmente utilizadas pelos professores em sala de aula; o mapa conceitual com a demanda da tarefa sem direcionamento instrucional foi considerado mais difícil pelos alunos do que o que possuía uma demanda com direcionamento instrucional; a metodologia da sala de aula invertida causou um efeito favorável para que os alunos participassem e se preparassem mais para as aulas e para as provas mesmo que no início tenha havido uma relutância por parte deles; quanto mais estratégias de ensino o professor disponibiliza em suas aulas mais satisfatória e mais eficiente é a interação entre ele e seus alunos, o que propicia devolutivas mais pontuais e assertivas para os alunos promovendo a ressonância pedagógica entre eles professor e aluno. As análises revelaram que os mapas conceituais com proposições incorretas são muito bons para serem utilizados como um instrumento avaliativo, que a diversidade metodológica da sala de aula influenciou positivamente no processo de ensino e de aprendizagem e que as escolhas de estratégias podem potencializar esse processo permitindo a regulação do ensino pelo professor e autorregulação da aprendizagem por parte dos alunos. / Concept maps are graphic organizers used in the teaching and learning process. However, their effectiveness in the classroom is little explored in the literature mainly in the evaluation for some reasons such as the training of students in their elaboration, the amount of differentiated maps for the teacher to correct and in the composition of a scoring system so that they do not become a tool for the superficial and memoristic understanding of the content addressed in the classroom. The objective of this work was to investigate the effect of using conceptual maps in an unusual way: elaborated by the teacher of the discipline with incorrect propositions as an evaluation tool within an inverted methodological proposal - Flipped Classroom. The study also verified the teaching and learning strategies used by the teacher and the students to plan and organize their formative process within the discipline. Three studies were conducted to analyze the impact of this conceptual map on student performance (Study 1), as students prepared for classes and for tests with a discipline that inverted classroom methodology (Study 2) and which were the teaching and learning strategies used by the teacher and the students in this pedagogical organization (Study 3). A total of 86 students participated in the study of the School of Arts, Sciences and Humanities of the University of São Paulo, in the first semester of 2016, in the discipline of Natural Sciences and the professor of the discipline. The theoretical framework was based on Sweller\'s Theory of Cognitive Load (1988) and on Curative Social Theory of Bandura (1986). The case study approach was used and the methodology adopted was differentiated for the studies: in Study 1 and Study 2 it was the quantitative one and in Study 3 it was used the qualitative one. The results obtained showed that (1) this conceptual map style can be an additional evaluative tool that is usually used by teachers; (2) task instruction on the conceptual map influences the student\'s understanding of knowledge; (3) the methodology of the inverted classroom has a favorable impact on the quantity and quality of time invested by the students in the preparation for the classes and proof; (4) the inverted classroom is a methodology that generates a more active and dynamic participation of the students, which in the first moment causes a reluctance on their part; (5) the more teaching strategies the teacher offers in his classes, the more interaction and punctual feedbacks occur between students and him promoting pedagogic resonance and (6) the more students use learning strategies, the more they excel in the subject. The analyzes revealed that the conceptual maps with incorrect propositions are very good to be used as an evaluation tool, that the methodological diversity of the classroom influenced positively in the teaching and learning process and that the strategies choices can potentiate this process allowing the teacher regulation and self-regulation of student learning.