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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.46.2022.tde-10082023-120756
Document
Author
Full name
Yuri Barros de Araujo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Marson, Guilherme Andrade (President)
Arroio, Agnaldo
Mateus, Alfredo Luis Martins Lameirao
Title in Portuguese
Simuladores de experimentos baseados em vídeos: investigação de concepções sobre equilíbrio química usando um simulador de titulações ácido-base
Keywords in Portuguese
Competência representacional
Equilíbrio químico
Perfil conceitual
Simulação
Titulação
Abstract in Portuguese
Com o objetivo de enunciar uma abordagem inovadora experimental para o ensino remoto de ciências, foram desenvolvidas simulações baseadas em vídeo. Desde a última década, o uso de vídeos para ensinar procedimentos laboratoriais tem sido impulsionado pela divulgação de gravações de alta qualidade feitas com celulares e veiculadas por meio de mídias sociais. Em contraste, para simuladores de experimentos, o princípio central permanece inalterado: renderização visual de cenários calculados a partir de dados dos usuários. Em relação ao seu papel educacional, vídeos e simuladores são muitas vezes considerados recursos complementares. A interface de um vídeo educacional típico é, muitas vezes, limitada ao controle de play-pause e da linha do tempo. Para superar essa limitação, foi criada uma estratégia simples, mas eficaz, para fazer e usar esses vídeos: a simulação, pois assim permite leitura de dados do vídeo, composta por diferentes representações em um único experimento científico, admitindo a visualização dinâmica de centenas de resultados experimentais. Usando essa estratégia, foram gravados vídeos de experimentos típicos de titulação ácido-base, em condições normais de laboratório, para tratar do conceito de equilíbrio químico. Esses vídeos foram incorporados em diferentes recursos educacionais usados na forma de atividades: apresentação dos conceitos, um estudo de caso, um simulador com planilha e um cenário de tomada de decisão. Todos apoiados em níveis crescentes de competência representacional, utilizando representações com base na teoria da aprendizagem multimídia. Os recursos foram testados em aula-atividade remota com 102 alunos de graduação. Os resultados foram tratados de forma agrupada do ponto de vista de perfis conceituais, e mostram que a atividade embora considerada trabalhosa e conceitualmente difícil, foi apreciada como útil e inovadora pelos estudantes.
Title in English
Video-based experiment simulators: investigation of conceptions about chemical equilibrium using an acid-base titration simulator
Keywords in English
Chemical equilibrium
Conceptual profile
Representational competence
Simulation
Titration
Abstract in English
In order to enunciate an innovative experimental approach to remote science teaching, video-based simulations were developed. Over the past decade, the use of videos to teach laboratory procedures has been boosted by the dissemination of high-quality recordings made with cell phones and broadcast through social media. In contrast, for experiment simulators, the core principle remains unchanged: visual rendering of scenarios calculated from user data. Regarding their educational role, videos and simulators are often considered complementary resources. The interface of a typical educational video is often limited to play-pause and timeline control. To overcome this limitation, a simple but effective strategy was created to make and use these videos: simulation, as it allows reading data from the video, composed of different representations in a single scientific experiment, allowing the dynamic visualization of hundreds of experimental results. Using this strategy, videos of typical acid-base titration experiments were recorded under normal laboratory conditions to address the concept of chemical equilibrium. These videos were incorporated into different educational resources used in the form of activities: presentation of concepts, a case study, a simulator with a spreadsheet, and a decision-making scenario. All supported by increasing levels of representational competence, using representations based on multimedia learning theory. The resources were tested in a remote activity class with 102 undergraduate students. The results were treated in a grouped way from the point of view of conceptual profiles, and show that the activity, although considered laborious and conceptually difficult, was appreciated as useful and innovative by the students.
 
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Publishing Date
2023-08-25
 
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