Ενδομοριακοί και διαμοριακοί δεσμοί: ιεραρχίες μάθησης στη βιβλιογραφία της γενικής χημείας και στην προσέγγιση των καταστάσεων της ύλης (SOMA): αξιολόγηση των ερωτήσεων των αντίστοιχων κεφαλαίων

Abstract

Target:The aim of the study was initially recorded and studied the way of presenting the chemical bonds of university books General Chemistry and Chemistry textbooks of secondary education . Then show how to connect knowledge in chemistry books and organization structures of knowledge used.Then record how far questions of university textbook General Chemistry , evaluate different kinds of knowledge and skills including metacognition , what mental processes should follow the student in order to respond and to compare these books as to what their questions and the purpose of achieving . Finally realized research and teaching intervention to identify students' comprehension difficulties and students in the capital of the chemical bond.Method:In the first stage of the evaluation included the following steps: a. Description and study of the presentation of chemical bonds for each book individually and b. Overall comparison of all books together , for the presentation of specific features. After that, recognition , analysis and classification of basic data and links that relate to these key elements. Finally, the organization of knowledge of books presented using concepts maps and the qualitative ranking based on external characteristics thus highlighting the fundamental differences in the structures. The question assessment tool used, a clear type of knowledge required by the question and the mental process that the student should follow in order to give the answer. The research process took place in two rounds. In a’ circle, since teachers have completed their teaching given questionnaires completed by trainees. In b’ cycle we took action in two schools. Each school had a control group that was taught section of the chemical bond exclusively using the textbook and an experimental group in which the chemical bond and the types of taught exclusively by standard teaching intervention , which was given to teachers. Then the same questionnaire with the a’ circle was completed in the b circle too.Results:Most books studying the ionic bond first, state in intermolecular bonds as forces and linking concepts electronegativity and polarity with covalent bond and Coulomb forces and octet rule with ionic bond. While all the books used the same basic elements, the organizational structures of knowledge was totally different and dominated by links of descriptive models. The majority of questions in the books was assessing declarative knowledge base level, and there was a complete absence of metacognitive and group questions.Finally they found difficulties in understanding basic chemical concepts used in the study of chemical bonding , such as electronegativity , the Lewis structures , the rule of the octet , the Coulomb forces , the others polarity of students a high school class and freshmen students. The teaching intervention improved considerably the number of correct answers and their level in Solo taxonomy.

Στόχος; Στόχος της διατριβής ήταν αρχικά να καταγραφεί και να μελετηθεί ο τρόπος παρουσίασης των χημικών δεσμών από πανεπιστημιακά βιβλία Γενικής Χημείας αλλά και εγχειρίδια Χημείας δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης. Στη συνέχεια να παρουσιαστεί ο τρόπος σύνδεσης της γνώσης σε βιβλία Χημείας και οι δομές οργάνωσης της γνώσης που χρησιμοποιούνται. Έπειτα να καταγράψει σε τι βαθμό οι ερωτήσεις των πανεπιστημιακών εγχειριδίων Γενικής Χημείας, αξιολογούν διάφορα είδη γνώσεων και δεξιοτήτων συμπεριλαμβανομένης και της μεταγνώσης, ποιες νοητικές διεργασίες πρέπει να ακολουθήσει ο φοιτητής έτσι ώστε να απαντήσει και να συγκρίνει τα βιβλία αυτά ως προς τα είδη των ερωτήσεών τους και τον σκοπό που επιτυγχάνουν. Τέλος πραγματοποιήθηκε έρευνα και διδακτική παρέμβαση με σκοπό τον εντοπισμό δυσκολιών κατανόησης των μαθητών και φοιτητών στο κεφάλαιο του χημικού δεσμού. Μέθοδος;Στο πρώτο στάδιο η αξιολόγηση περιελάμβανε τα παρακάτω στάδια: α. Περιγραφή και μελέτη του τρόπου παρουσίασης του Χημικού δεσμού για κάθε βιβλίο ξεχωριστά και β. σύγκριση συνολικά όλων των βιβλίων μαζί, ως προς τον τρόπο παρουσίασης συγκεκριμένων χαρακτηριστικών. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε αναγνώριση, ανάλυση και κατηγοριοποίηση βασικών στοιχείων αλλά και των συνδέσμων που σχετίζουν τα βασικά αυτά στοιχεία. Τέλος η οργάνωση της γνώσης των βιβλίων παρουσιάστηκε, χρησιμοποιώντας χάρτες εννοιών και ταξινομώντας την ποιοτικά με βάση εξωτερικά χαρακτηριστικά αναδεικνύοντας έτσι τις θεμελιώδεις διαφορές στις δομές της. Το εργαλείο αξιολόγησης των ερωτήσεων που χρησιμοποιήθηκε, κατέγραψε το είδος της γνώσης που απαιτούσε η ερώτηση αλλά και την νοητική διεργασία που έπρεπε να ακολουθήσει ο μαθητής έτσι ώστε να δώσει την απάντηση. Η ερευνητική διαδικασία πραγματοποιήθηκε σε δύο κύκλους. Στον α ΄ κύκλο, αφού οι εκπαιδευτικοί ολοκλήρωσαν την διδασκαλία τους, δόθηκαν ερωτηματολόγια τα οποία συμπληρώθηκαν από τους εκπαιδευόμενους. Στον β ΄ κύκλο, πραγματοποιήθηκε παρέμβαση σε δύο σχολεία της Δ.Ε. Κάθε σχολείο είχε μία ομάδα ελέγχου στην οποία διδάχτηκε το κεφάλαιο του χημικού δεσμού αποκλειστικά χρησιμοποιώντας το σχολικό βιβλίο και μία πειραματικά ομάδα, στην οποία ο χημικός δεσμός και τα είδη του διδάχτηκαν αποκλειστικά από πρότυπη διδακτική παρέμβαση, η οποία δόθηκε στους εκπαιδευτικούς. Στη συνέχεια, συμπληρώθηκαν τα ίδια ερωτηματολόγια με τον α ΄ κύκλο και από τις δύο ομάδες. Αποτελέσματα;Τα περισσότερα βιβλία μελετούν τον ιοντικό δεσμό πρώτο, αναφέρουν τους διαμοριακούς δεσμούς ως δυνάμεις και συνδέουν τις έννοιες ηλεκτραρνητικότητα, και πολικότητα με τον ομοιοπολικό δεσμό ενώ δυνάμεις Coulomb και κανόνα οκτάδας με τον ιοντικό δεσμό. Ενώ όλα τα βιβλία χρησιμοποίησαν τα ίδια βασικά στοιχεία, οι δομές οργάνωσης της γνώσης ήταν τελείως διαφορετικές και κυριάρχησαν οι σύνδεσμοι των περιγραφικών μοντέλων. Η πλειοψηφία των ερωτήσεων στα βιβλία αξιολογούσε δηλωτική γνώση βασικού επιπέδου, ενώ παρατηρήθηκε η πλήρης απουσία μεταγνωστικών και ομαδικών ερωτήσεων. Τέλος εντοπίστηκαν δυσκολίες στην κατανόηση βασικών χημικών εννοιών που χρησιμοποιούνται στην μελέτη του χημικού δεσμού, όπως είναι η ηλεκτραρνητικότητα, οι δομές Lewis, ο κανόνας της οκτάδας, οι δυνάμεις Coulomb, η πολικότητα κ.ά., από μαθητές α΄ τάξης λυκείου αλλά και πρωτοετείς φοιτητές. Η διδακτική παρέμβαση βελτίωσε αρκετά τον αριθμό των σωστών απαντήσεων αλλά και το επίπεδό τους με βάση τη μέθοδο Solo.