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This study is a systematic literature review on the role of models and representations in the teaching, learning and understanding of the atom and atomic concepts. The aim of the study is to investigate the role of different visual representations, what models and representations are used in the science classroom, how learners interpret different external representations of the atom, what mental models students construct, and how the representations can be used and designed for meaningful learning and teaching of the atom and atomic concepts.   In this systematic literature review, a combination of different databases was used to search for literature, namely ERIC, Scopus and Google Scholar. Some limiters were used to narrow down the returned results: the articles should be peer-reviewed and be published 1990-01-01 or later. Ten of the returned articles were included for individual analysis in the study.   The results of the study show that students often find concepts of atomic structure difficult and confusing. The abstract microscopic world of atoms cannot be seen with the naked eye, and models are therefore necessary and crucial educational tools for teaching atomic concepts in school. However, when using a model, it is important for the teacher to explain the rules of the model, and the advantages and limitations of the representation must be discussed. Analysis of the included articles revealed three types of representations used to represent atomic phenomena: two-dimensional static diagrams or pictures (e.g. a picture of the atom), three-dimensional videos or simulations (e.g. virtual reality simulations), and visual analogies (e.g. the Bohr planetary model of the atom). The use of simulations and interactive learning environments seem to have a positive effect on students’ learning. One of the studies, described in the articles included for analysis, showed that students appreciated the use of virtual reality simulations, since it made abstract concepts easier to understand when they could be visualized.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research aims at diagnosing alternative conceptions to scientific knowledge of students in Elementary Education, Middle and Upper on acids and bases. The survey was conducted between 2008 and 2009 and applied to 26 primary school students (ninth year), 36 high school (third year) and 51 Degree in Chemistry (26 freshmen and 25 trainees) totaling 113 students. The instrument used for data collection was mainly made up of open questions where the students described their concepts of acids and bases. The overall results of this study showed that students, after receiving formal instruction on acids and bases continue to use simplistic views on the subject many times in this work, we found misconceptions even among senior college students in the Degree Course in Chemistry. We realize that in general, the Arrhenius model prevails among the students, however, can not be said if students really understand acids and bases as particles or if they perceive these substances as mere words. Confusion between the various theories acid base were very common here, which leads us to believe that the teaching content too complex for the primary and secondary education become conflicting for the student, which does not contribute to an appropriation of such knowledge. In short, we can infer that this inventory of alternative conceptions expressed by students for the contents acids and bases is necessary because the importance of these concepts disclosed and discussed primarily with science teachers. Therefore, we expect to support a significant learning effectively through reflection on students' previous conceptions, which are an important tool for the proposition didactic classroom, since the strong resistance to a conceptual change that students present. / Esta investigação tem como objetivo diagnosticar as concepções alternativas ao conhecimento científico de estudantes de Ensino Fundamental, Médio e Superior sobre ácidos e bases. A pesquisa foi realizada entre 2008 e 2009 e aplicada a 26 alunos de ensino fundamental (nono ano), 36 de ensino médio (terceiro ano) e 51 de Química Licenciatura (26 calouros e 25 formandos) totalizando 113 estudantes. O instrumento utilizado para a obtenção de dados foi essencialmente constituído por questões abertas onde os alunos descreveram seus conceitos sobre ácidos e bases. Os resultados gerais desse estudo mostraram que os estudantes, mesmo depois de receber o ensino formal sobre ácidos e bases continuam a usar concepções simplistas sobre o tema, muitas vezes, neste trabalho, verificamos concepções errôneas mesmo entre os estudantes formandos no curso de Química Licenciatura. Percebemos que em geral, o modelo de Arrhenius predomina entre os estudantes, porém, não se pode afirmar se os estudantes realmente entendem os ácidos e as bases como partículas ou se percebem tais substâncias como meras palavras. Confusões entre as várias teorias ácido base foram muito comuns aqui, o que nos leva a acreditar que o ensino de conteúdos muito complexos durante os ensinos fundamental e médio tornam-se conflitantes para o aluno, o que não contribui para uma apropriação de tais saberes. Em suma, pode-se inferir que este inventário das concepções alternativas manifestadas pelos estudantes para o conteúdo ácidos e bases se faz necessário visto a importância de que estas concepções sejam divulgadas e principalmente discutidas com os professores de ciências. Sendo assim, esperamos corroborar para uma aprendizagem efetivamente significativa, através da reflexão sobre as concepções prévias dos alunos, as quais são uma importante ferramenta para a proposição didática em sala de aula, visto a forte resistência a uma mudança conceitual que os estudantes apresentam.

Esta pesquisa procura identificar as concepções alternativas dos alunos sobre ácidos e bases. A pesquisa foi realizada envolvendo 203 alunos do Ensino Médio, dos quais 111 alunos da 1ª série e 92 alunos da 3º série. O instrumento utilizado para a obtenção de dados foi essencialmente constituído por questões abertas onde os alunos descreveram seus conceitos sobre ácidos e base. Os resultados desse estudo mostraram um índice significativo de respostas que relacionavam o termo ácido a algo corrosivo, que queima e que é prejudicial à saúde. Além disso, em geral, quando abordavam a questão pela via da definição, se referiam apenas ao modelo de Arrhenius. O estudo mostra ainda, que os estudantes do ensino médio apresentam apenas um aprendizado superficial sobre o que são ácidos e bases o que relata uma triste realidade do ensino de ciências no país. Ensinam-se coisas complexas demais para os estudantes que, deste modo, não conseguem se apropriar dos saberes em questão. São sugeridas algumas alternativas de aulas que poderiam tornar os conceitos de ácidos e bases mais concretos para os estudantes. Entretanto, as mudanças propostas serviriam para melhorar o ensino de ciências, mas principalmente para as classes alta e média não atingindo a maioria da população. Conclui-que o ensino tem função de exclusão social e não visa formar um cidadão crítico. / This research aims to identify the students' alternative conceptions of acids and bases. The study was done with 203 high school students, of which 111 were on the first year and 92 were on the third year of high school. Open questions were used to acquire the information needed, for these, the students wrote their concepts on acid and base. The results of the study show a significant index of answers that related to the term acid, as something corrosive that burns and hazardous to our health. Furthermore, in general, when they dealt with the questions by way of definition, the students referred only to the Arrhenius model. In addition, the study shows that high school students show a very superficial knowledge about what are acids and bases. And that is a sad reality of the science education in our country. Schools teach complex information not allowing students to learn the important features of the subject.Through out the study, alternative class plans are suggested in order to turn the concepts of acid and base more approachable to the students. Although this suggested changes would only improve the learning process in the higher classes of society, not reaching the majority of the poorer population. In conclusion, education has the bases for exclusion not aiming to form critic citizens.

Esta pesquisa procura identificar as concepções alternativas dos alunos sobre ácidos e bases. A pesquisa foi realizada envolvendo 203 alunos do Ensino Médio, dos quais 111 alunos da 1ª série e 92 alunos da 3º série. O instrumento utilizado para a obtenção de dados foi essencialmente constituído por questões abertas onde os alunos descreveram seus conceitos sobre ácidos e base. Os resultados desse estudo mostraram um índice significativo de respostas que relacionavam o termo ácido a algo corrosivo, que queima e que é prejudicial à saúde. Além disso, em geral, quando abordavam a questão pela via da definição, se referiam apenas ao modelo de Arrhenius. O estudo mostra ainda, que os estudantes do ensino médio apresentam apenas um aprendizado superficial sobre o que são ácidos e bases o que relata uma triste realidade do ensino de ciências no país. Ensinam-se coisas complexas demais para os estudantes que, deste modo, não conseguem se apropriar dos saberes em questão. São sugeridas algumas alternativas de aulas que poderiam tornar os conceitos de ácidos e bases mais concretos para os estudantes. Entretanto, as mudanças propostas serviriam para melhorar o ensino de ciências, mas principalmente para as classes alta e média não atingindo a maioria da população. Conclui-que o ensino tem função de exclusão social e não visa formar um cidadão crítico. / This research aims to identify the students' alternative conceptions of acids and bases. The study was done with 203 high school students, of which 111 were on the first year and 92 were on the third year of high school. Open questions were used to acquire the information needed, for these, the students wrote their concepts on acid and base. The results of the study show a significant index of answers that related to the term acid, as something corrosive that burns and hazardous to our health. Furthermore, in general, when they dealt with the questions by way of definition, the students referred only to the Arrhenius model. In addition, the study shows that high school students show a very superficial knowledge about what are acids and bases. And that is a sad reality of the science education in our country. Schools teach complex information not allowing students to learn the important features of the subject.Through out the study, alternative class plans are suggested in order to turn the concepts of acid and base more approachable to the students. Although this suggested changes would only improve the learning process in the higher classes of society, not reaching the majority of the poorer population. In conclusion, education has the bases for exclusion not aiming to form critic citizens.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-03-20Bitstream added on 2014-06-13T20:47:37Z : No. of bitstreams: 1 teodoro_sr_me_bauru.pdf: 2250125 bytes, checksum: 24d89637d4b722a1330a126524a1ccef (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo desta pesquisa foi estudar como a evolução histórica dos modelos de atração entre corpos, tendo como pano de fundo a evolução dos modelos de mundo, pode auxiliar na formação continuada do docente de física. Para tanto, sugerimos um planejamento de curso sobre o tema atração gravitacional, destinado principalmente a docentes de física que atuam no ensino médio. O planejamento do curso foi baseado: em dados sobre a evolução dos modelos de mundo, buscando evidenciar como o conceito de atração gravitacional desenvolveu-se historicamente, nas concepções alternativas mais comuns encontradas na literatura, incluindo um breve esboço de noções diagnosticadas em uma amostra de docentes de física de ensino médio; e em sugestões de leituras de resultados de pesquisas recentes sobre os processos de ensino e aprendizagem de ciências. Pretende-se fornecer aos docentes elementos de reflexão que lhes proporcionem mudanças de postura, através do questionamento da visão de ciência enquanto processo de construção e sobre sua própria prática de ensino. Partindo privilegia o trabalho coletivo, com a realização de debates e sínteses. As atividades mencionadas são acompanhadas de justificativas sobre a escolha do tema e objetivos / The main purpose of this research was to study how the attraction among bodies models' historical evolution, having as background the world models' evolution, can help in-service reachers' education. To reach this goal, we suggest a course plan on gravitational attraction, addressed mainly to high school physics teachers. This course was based: on data about the world models' evolution, searching to make clear how the concept of gravitational attraction was historically developed; on the most common alternative conceptions found in the literature, including a bried outline of notions found among in-service high school physics teachers, and on suggestions about science teaching and learning process' recent research outcomes. The sequence of activities aims to provide teachers with some reflections in order to change their attitudes, through the inquiry of their view of science as a construction process, and their own teaching practice. The methodology proposed considers the collective work through the realization of debates and synthesis. The subjects and objectives chosen are justified

Esta pesquisa procura identificar as concepções alternativas dos alunos sobre ácidos e bases. A pesquisa foi realizada envolvendo 203 alunos do Ensino Médio, dos quais 111 alunos da 1ª série e 92 alunos da 3º série. O instrumento utilizado para a obtenção de dados foi essencialmente constituído por questões abertas onde os alunos descreveram seus conceitos sobre ácidos e base. Os resultados desse estudo mostraram um índice significativo de respostas que relacionavam o termo ácido a algo corrosivo, que queima e que é prejudicial à saúde. Além disso, em geral, quando abordavam a questão pela via da definição, se referiam apenas ao modelo de Arrhenius. O estudo mostra ainda, que os estudantes do ensino médio apresentam apenas um aprendizado superficial sobre o que são ácidos e bases o que relata uma triste realidade do ensino de ciências no país. Ensinam-se coisas complexas demais para os estudantes que, deste modo, não conseguem se apropriar dos saberes em questão. São sugeridas algumas alternativas de aulas que poderiam tornar os conceitos de ácidos e bases mais concretos para os estudantes. Entretanto, as mudanças propostas serviriam para melhorar o ensino de ciências, mas principalmente para as classes alta e média não atingindo a maioria da população. Conclui-que o ensino tem função de exclusão social e não visa formar um cidadão crítico. / This research aims to identify the students' alternative conceptions of acids and bases. The study was done with 203 high school students, of which 111 were on the first year and 92 were on the third year of high school. Open questions were used to acquire the information needed, for these, the students wrote their concepts on acid and base. The results of the study show a significant index of answers that related to the term acid, as something corrosive that burns and hazardous to our health. Furthermore, in general, when they dealt with the questions by way of definition, the students referred only to the Arrhenius model. In addition, the study shows that high school students show a very superficial knowledge about what are acids and bases. And that is a sad reality of the science education in our country. Schools teach complex information not allowing students to learn the important features of the subject.Through out the study, alternative class plans are suggested in order to turn the concepts of acid and base more approachable to the students. Although this suggested changes would only improve the learning process in the higher classes of society, not reaching the majority of the poorer population. In conclusion, education has the bases for exclusion not aiming to form critic citizens.

I denna studie undersöks elevers förförståelse inom elektromagnetism innan undervisning om detta i kursen Fysik 2 på gymnasiets Naturvetenskapliga och Tekniska program. Syftet med studien är att öka den kvalitativa kunskapen om denna elevgrupps förförståelse för att därigenom kunna möta den med lämplig undervisning inom det elektromagnetiska området. Datainsamlingen har skett med en skriftlig enkät med flervalsfrågor som undersöker elevers begreppsliga förståelse för elektromagnetiska fenomen. Enkäten har sedan följts upp med elevintervjuer kring frågorna för att ytterligare kartlägga hur elever uppfattar elektromagnetiska fenomen. Enkätfrågorna är baserade på erkända test som används i hela världen. Studien visar att de alternativa uppfattningar om elektromagnetism som finns beskrivna i litteraturen även förekommer i elevgruppen och resultaten tyder på att de alternativa uppfattningarna är vanligare än vetenskapligt grundad förståelse. elevgruppen har ett vardagstänkande kring elektromagnetiska fenomen som utgår från magneters attraktion och repulsion - samt att de förenklat kan beskriva kompassens funktion. elevgruppens förförståelse i detta skede inte bara består av vardagstänkande enligt ovan utan även är tydligt präglad av tidigare fysikundervisning (främst kursen Fysik 1). eleverna i resonemangen om elektromagnetism visar mycket skiftande förmåga att applicera denna förförståelse korrekt på elektromagnetiska fenomen - och denna förmåga skiljer inte bara mellan individer utan även mellan olika sammanhang och de beskrivningssätt och representationer som används för att presentera problem och fenomen i dessa sammanhang. Insamlade data har bearbetats i en fenomenografisk analys av elevintervjuerna. Resultatet av den analysen är en beskrivning av elevernas förförståelse där tre kvalitativa nivåer föreslås. Exempel ur studiens elevintervjuer på de tre nivåerna av förförståelse redovisas. Med hjälp av nivåerna beskrivs hur förförståelsen i ökande grad präglas av ett vetenskapligt tänkande baserat på en förståelse av andra delar av fysiken och hur denna förståelse på olika sätt och med varierande korrekthet appliceras på elektromagnetiska fenomen och problemställningar.

This report presents the results from a survey study on Swedish upper secondary school physics andchemistry teachers’ use of models and representations in teaching the atom. The study builds upon an earlier systematic international literature review on the role of models and representations in the teaching, learning and understanding of the atom. The overall aim of the study is to explore what models and representations are used by Swedish upper secondary school physics and chemistry teachers in their teaching about the atom, what informs teachers’ selection of the atomic models and representation forms and how they specifically use them in their teaching of the atom. The method for collecting the data for this study was an electronic questionnaire containing six introductory questions followed by nine open and four closed items, which were analysed both quantitatively and qualitatively. Thirty-one responses were received and analysed in this study. The results of the study indicate that Swedish teachers’ selection and use of atomic models and representation forms in their practice correspond with findings in the previously conducted literature review. For example, the Bohr atomic model was shown to be the most popular for teaching about the atom amongst the Swedish teachers in this study, since it is deemed intuitive and easy to visualize. A further result revealed that the de Broglie atomic model was only used by physics teachers, and that physics teachers overall used more atomic models in their teaching than chemistry teachers, a finding that might be related to the different teaching content in physics and chemistry. The study also shows that Swedish teachers are very comfortable with, and advocate, using different representation forms in their teaching. One interesting finding in this regard was that the use of physical models is predominantly more popular among chemistry than physics teachers. In line with the findings in the previous literature review study, students’ prior knowledge and individual learning styles were found tobe important influencing factors in teachers’ selection of representation forms to use in the classroom.The majority of the teachers also agreed on that it is important to explain to students how models should be interpreted and used, but one interesting finding, that differs from the previous research, is that some teachers were of the opinion that students have an already well-developed modelling ability when encountering different models of the atom.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:11:32Z : No. of bitstreams: 1 langhi_r_me_bauru.pdf: 2788401 bytes, checksum: 874f3546179ba4428cb241b0da4f05bf (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A pesquisa identifica alguns padrões relativos às perspectivas dos professores dos anos iniciais do ensino fundamental em relação ao ensino da astronomia e analisa suas reflexões sobre uma possível inserção deste tema na formação inicial e continuada de docentes. A preocupação com o tema é justificada em função do caráter interdisciplinar da astronomia, uma vez que esta interage facilmente com praticamente todas as disciplinas, possuindo grande potencial educativo, além de se constatar empiricamente uma grande difusão de concepções de senso comum referentes aos fenômenos astronômicos. O estudo, de natureza qualitativa, é norteado por uma revisão crítica da literatura na área e a análise dos discursos de uma amostra de docentes dos anos iniciais do ensino fundamental. As enunciações desses docentes sobre temas astronômicos e suas inquietações em relação ao ensino da astronomia são interpretadas segundo os princípios e procedimentos da análise do discurso em sua linha francesa, conforme divulgado no Brasil por Orlandi (1999). Os resultados apontam para a existência de falhas na formação dos docentes em conteúdos de astronomia e, por outro lado, indicam algumas sugestões metodológicas para a prática de ensino sobre o tema. Assumindo a posição de que os conteúdos são preponderantes no desenvolvimento de competências nos estudantes e embasadas em resultados de pesquisas em educação em ciências e nas sugestões metodológicas decorrentes dos discursos dos sujeitos entrevistados, as conclusões desse estudo fornecem subísios para a elaboração de um programa de educação continuada e/ou inicial, visando uma mudança de postura na prática pedagógica dos docentes / The research identifies some relative patterns to the teachers' perspectives of the initial years of the fundamental teaching in relation to the teaching of the astronomy and it analyzes their reflections about a possible insert of this theme in the initial and continuous formation of professors. The concern with the theme is justified in function of the character interdisciplinary of the astronomy, once this interacts easily with practically all the disciplines, possessing great educational potential, besides verifying a great diffusion of conceptions of common sense referring empirically to the astronomical phenomena. The study, of qualitative nature, it is orientated by a critical revision of the literature in the area and the analysis of the discourses of a teacher' sample of the initial years of the fundamental teaching. Those teachers' enunciations about astronomical themes and your inquietudes in relation to the teaching of astronomy are interpreted according to the beginnings and procedures of the discourse's analysis in your french line, as published in Brazil by Orlandi (1999). The results appear for the existence of flaws in the teachers' formation in contents of astronomy and, on the other hand, they indicate some methodological suggestins for the teaching practice on the theme. Assuming the position that the contents are preponderant in the development of competences in the students and based in results of researches in science education and in the current methodoological suggestins of the subjects interviewees' discourses, the conclusions of that study supply subsidies for the elaboration of a program of education continued and/or initial, seeking a posture change in pedagogic practice of the teachers