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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.46.2010.tde-16062010-094810
Document
Author
Full name
Marco Antonio Bueno Filho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Marzorati, Liliana (President)
Arroio, Agnaldo
Farah, Joao Pedro Simon
Giordan, Marcelo
Porto, Paulo Alves
Title in Portuguese
Conhecimento estereoquímico na acepção da teoria dos campos conceituais
Keywords in Portuguese
Estereoquímica
Habilidade espacial
Invariantes operatórios
Reflexão
Teoria dos Campos Conceituais
Abstract in Portuguese
O presente trabalho teve, como cerne, o estudo do campo dos conceitos estereoquímicos, sob a luz da Teoria dos Campos Conceituais proposta por Gérard Vergnaud. Neste sentido, a investigação foi conduzida com vistas a identificar os invariantes operatórios empregados por sujeitos ao enfrentar situações que envolvam a representação química. Estudar o papel da habilidade espacial perante a resolução de tarefas no campo em questão, assim como o estudo dos fatores associados à conceituação em situações em sala de aula, também fizeram parte dos objetivos. Mediante a participação de alunos dos cursos de Química e de Farmácia e Bioquímica da Universidade de São Paulo em minicursos que versavam sobre conceitos estereoquímicos, oferecidos como fonte de coleta de dados, foram selecionados três episódios. A partir da transcrição dos registros em vídeo e da análise qualitativa efetuadas com o auxílio de um programa especializado foram inferidas informações sobre o conteúdo conceitual da argumentação oral e gestual utilizados pelos alunos. Quanto à habilidade espacial, foram empregados instrumentos psicométricos distintos, quais sejam um que avalia esta habilidade via processamento gestáltico, disponível na literatura, e outro que avalia via processamento analítico. O desenvolvimento e validação, deste último, foi efetuado mediante o uso de dispositivos estatístico-inferenciais sobre um população de 561 alunos. Como resultado, foram propostos os invariantes operatórios, identidade estrutural (I), equivalência (E) e livre movimentação no espaço (M) como elementos conceituais passíveis de associação durante a ação do sujeito. Esta associação, então, constituiria três esquemas distintos, ME, MEI e EI, responsáveis por diferenças significativas nas conclusões chegadas pelos alunos em pelo menos um dos episódios estudos. Além disso, foi encontrado que, quando confrontados os diferentes episódios, nem todos os alunos empregam regularmente os mesmos invariantes operatórios. Neste sentido, foi proposto que o uso de esquemas está vinculado à reflexao pelo indivíduo. Logo, atividades de natureza metacognitiva estariam vinculadas à conceituação promovendo uma tomada de consciência sobre a própria argumentação e sobre a do outro. Finalmente, também foi sugerido, mediante o cruzamento de dados psicométricos com a análise dos registros efetuados em vídeo, que a habilidade espacial não figura como único nem, tampouco, principal fator envolvido ao sucesso na resolução de problemas estereoquímicos. A associação adequada dos invariantes operatórios bem como a reflexão sobre os procedimentos empregados seriam, também, elementos fundamentais ao desenvolvimento neste campo conceitual
Title in English
Stereochemical concepts in the context of the Theory of Conceptual Fields
Keywords in English
Metacognition
Operational invariants
Spatial ability
Stereochemistry
Theory of Conceptual Fields
Abstract in English
The main objective of the present work was to identify the cognitive requirements for an adequate learning of stereochemical concepts. Vergnaud's Theory on conceptualization inspired most experimental activities, aimed to access common operating invariants or strategies that allow for a better understanding of stereo formulae and chirality properties. In order to collect reliable information, a group of graduate students, enrolled in Chemistry or Pharmaceutical Sciences Courses, were invited to follow a specially designed series of lectures. In three different occasions, they were asked to answer questions on stereochemical issues, and their performance was recorded in audio and video, and subsequently fully analyzed. As for the ability of moving or superimposing images in space, two sets of questions , requiring either an unified or an analytical approach, were presented to 561 students from different syllabi. After collecting, the entire database was submitted to statistical analysis, in order to verify if all groups of students could be considered comparable, despite of baseline differences. Data analysis allowed for the identification of three operating invariants, i.e.: structure identity (I), equivalence (E) and free movement in space (M). On the basis of these findings, students were classified as ME, MEI or EI, according to the set of invariants composing their problem solving schemes. However, different cognitive scenarios could be observed when the same students were confronted to new problem solving sessions. In some cases, after presenting their results, students were asked to answer questions raised by their peers or by the instructor. Such process of further reasoning frequently allowed for a change, and was responsible for achieving awareness of their own learning process and learning difficulties. Finally, it should be mentioned that a critical analysis of all experimental data revealed that the ability to operate movements of images in space is not mandatory for conceptualization in Stereochemistry. Moreover, the cooperative construction of cognitive schemes, resulting form reporting back activities, plays an important role towards success
 
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Publishing Date
2010-08-17
 
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