Estudos sobre o uso dos mapas conceituais no ensino de ciências: uma ampliação do horizonte teórico para orientar a superação da lacuna teoria-prática.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/81/81131/tde-29112024-164441/ |
Resumo: | Mapas conceituais são redes de proposições integradas construídas com a finalidade de responder a uma pergunta focal. As proposições são suas unidades básicas consti-tuintes. O poder de representação dos mapas conceituais está na clareza semântica, na natureza e no poder explicativo na integração das proposições. A representação e modelagem do conhecimento são etapas do processo de aprendizagem de ciências e podem ser ilustradas com os mapas conceituais. A literatura caracteriza o que são bons mapas conceituais e mapeadores excelentes, capazes de modelar suas estrutu-ras conceituais e representá-las. No entanto, há uma lacuna sobre como se dá a tran-sição do aluno que aprende ciências, iniciante na técnica e no conteúdo científico, para a plena proficiência em ambos. O objetivo dessa tese é propor um modelo de articula-ção entre elementos teóricos que valorizam os processos cognitivos, a dimensão se-mântica e a representação do conhecimento do estudante que aprende ciências para sinalizar etapas da proficiência na técnica frequentemente ignoradas no uso de mapas conceituais no ensino de ciências quando a ênfase está na verificação da aprendiza-gem. A Taxonomia Revisada de Bloom discrimina em escala crescente diferentes pro-cessos cognitivos relacionados a objetivos de aprendizagem. Nessa tese foram utiliza-dos elementos dessa taxonomia para diferenciar os processos cognitivos exigidos para se criar os mapas conceituais descritivos e os explicativos. Foram utilizados elementos da Teoria da Carga Cognitiva para compor o modelo teórico para explicar as cargas cognitivas a que o mapeador está sujeito quando tem que lidar com as tarefas envol-vendo mapas. O plano semântico, proposto na Teoria dos Códigos de Legitimação, permite descrever a partir das estruturas de conhecimento as diferentes etapas no ca-minho para a expertise, plena proficiência, no mapeamento conceitual e no conteúdo mapeado. Três estudos são propostos para sustentar a tese sobre como é o caminho do mapeador iniciante até o mapeador experiente. Foi conduzida uma análise de agru-pamentos a partir do desempenho de estudantes em um questionário que permitiu de-limitar diferentes níveis de entendimento conceitual. No estudo I são apresentadas es-tratégias para estimular a construção de proposições dinâmicas e obter mapas concei-tuais com alto poder explicativo. No estudo II são analisadas a clareza e correção con-ceitual das proposições e no estudo III é caracterizado o perfil semântico dos mapeado-res em termos da densidade e da gravidade semântica. O desempenho dos estudantes no questionário é utilizado para correlacionar com as características obtidas das análi-ses da natureza, correção, clareza e densidades gravitacional e semântica das propo-sições e a aderência do mapa à pergunta focal. Mapas conceituais elaborados por es-tudantes de uma disciplina de Ciências da Natureza no Ensino Superior são apresen-tados para ilustrar os resultados. Os estudos conduzidos demonstraram que o modelo teórico construído nessa tese permitiu valorizar a aprendizagem conceitual e procedi-mental envolvendo o uso dos mapas conceituais no ensino de ciências e destacar a importância do desenvolvimento da plena proficiência com a aquisição da capacidade de acionar, articular e representar o conhecimento científico nesse organizador gráfico. |
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Estudos sobre o uso dos mapas conceituais no ensino de ciências: uma ampliação do horizonte teórico para orientar a superação da lacuna teoria-prática.Studies on the use of concept maps in science education: ex-panding the theoretical horizon to address the theory-practice gap.Bloom´s Revised TaxonomyCognitive Load TheoryConcept mapsdensidade semânticagravidade semânticaMapas conceituaisseman-tic gravitysemantic densityTaxonomia Revisada de BloomTeoria da Carga CognitivaMapas conceituais são redes de proposições integradas construídas com a finalidade de responder a uma pergunta focal. As proposições são suas unidades básicas consti-tuintes. O poder de representação dos mapas conceituais está na clareza semântica, na natureza e no poder explicativo na integração das proposições. A representação e modelagem do conhecimento são etapas do processo de aprendizagem de ciências e podem ser ilustradas com os mapas conceituais. A literatura caracteriza o que são bons mapas conceituais e mapeadores excelentes, capazes de modelar suas estrutu-ras conceituais e representá-las. No entanto, há uma lacuna sobre como se dá a tran-sição do aluno que aprende ciências, iniciante na técnica e no conteúdo científico, para a plena proficiência em ambos. O objetivo dessa tese é propor um modelo de articula-ção entre elementos teóricos que valorizam os processos cognitivos, a dimensão se-mântica e a representação do conhecimento do estudante que aprende ciências para sinalizar etapas da proficiência na técnica frequentemente ignoradas no uso de mapas conceituais no ensino de ciências quando a ênfase está na verificação da aprendiza-gem. A Taxonomia Revisada de Bloom discrimina em escala crescente diferentes pro-cessos cognitivos relacionados a objetivos de aprendizagem. Nessa tese foram utiliza-dos elementos dessa taxonomia para diferenciar os processos cognitivos exigidos para se criar os mapas conceituais descritivos e os explicativos. Foram utilizados elementos da Teoria da Carga Cognitiva para compor o modelo teórico para explicar as cargas cognitivas a que o mapeador está sujeito quando tem que lidar com as tarefas envol-vendo mapas. O plano semântico, proposto na Teoria dos Códigos de Legitimação, permite descrever a partir das estruturas de conhecimento as diferentes etapas no ca-minho para a expertise, plena proficiência, no mapeamento conceitual e no conteúdo mapeado. Três estudos são propostos para sustentar a tese sobre como é o caminho do mapeador iniciante até o mapeador experiente. Foi conduzida uma análise de agru-pamentos a partir do desempenho de estudantes em um questionário que permitiu de-limitar diferentes níveis de entendimento conceitual. No estudo I são apresentadas es-tratégias para estimular a construção de proposições dinâmicas e obter mapas concei-tuais com alto poder explicativo. No estudo II são analisadas a clareza e correção con-ceitual das proposições e no estudo III é caracterizado o perfil semântico dos mapeado-res em termos da densidade e da gravidade semântica. O desempenho dos estudantes no questionário é utilizado para correlacionar com as características obtidas das análi-ses da natureza, correção, clareza e densidades gravitacional e semântica das propo-sições e a aderência do mapa à pergunta focal. Mapas conceituais elaborados por es-tudantes de uma disciplina de Ciências da Natureza no Ensino Superior são apresen-tados para ilustrar os resultados. Os estudos conduzidos demonstraram que o modelo teórico construído nessa tese permitiu valorizar a aprendizagem conceitual e procedi-mental envolvendo o uso dos mapas conceituais no ensino de ciências e destacar a importância do desenvolvimento da plena proficiência com a aquisição da capacidade de acionar, articular e representar o conhecimento científico nesse organizador gráfico.Concept maps are integrated networks of propositions built to answer a focal question, with propositions serving as their basic constituent units. The representational power of concept maps lies in semantic clarity, nature, and explanatory power in integrating pro-positions. Representing and modeling knowledge are steps in the science learning pro-cess and can be illustrated using concept maps. The literature characterizes good con-cept maps and excellent mappers capable of modeling their conceptual structures. Ho-wever, there is a gap in understanding the transition from novice science learners to proficiency in both technique and scientific content. This thesis aims to propose a model articulating theoretical elements that value cognitive processes, semantic dimensions, and student knowledge representation in science learning to signal proficiency stages often overlooked when using concept maps in science education, with emphasis on le-arning verification. Bloom\'s Revised Taxonomy discriminates cognitive processes rela-ted to learning objectives on a rising scale, which was utilized to differentiate cognitive processes required to create descriptive and explanatory concept maps. Elements of Cognitive Load Theory compose the theoretical model explaining the cognitive loads mappers face when dealing with mapping tasks. The semantic plane proposed in the Theory of Legitimation Codes describes different stages on the path to expertise in con-ceptual mapping and mapped content. Three studies support the thesis on the transition from novice to experienced mapper. Cluster analysis of student performance in a ques-tionnaire delineated different levels of conceptual understanding. Strategies to stimulate the construction of dynamic propositions and obtain concept maps with high explanatory power are presented in Study I. Study II analyzes the conceptual clarity and correctness of propositions, while Study III characterizes mapper semantic profiles in terms of se-mantic density and gravity. Student questionnaire performance correlates with proposi-tion analysis results, and concept maps from a Natural Sciences course in Higher Edu-cation illustrate the findings. The conducted studies demonstrate that the theoretical model developed in this thesis enhances conceptual and procedural learning involving concept map use in science education, emphasizing the importance of developing full proficiency in acquiring the ability to activate, articulate, and represent scientific knowle-dge in this graphic organizer.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCorreia, Paulo Rogério MirandaConceição, Adriano Nardi2024-09-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/81/81131/tde-29112024-164441/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-29T19:38:02Zoai:teses.usp.br:tde-29112024-164441Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-29T19:38:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Mapas conceituais são redes de proposições integradas construídas com a finalidade de responder a uma pergunta focal. As proposições são suas unidades básicas consti-tuintes. O poder de representação dos mapas conceituais está na clareza semântica, na natureza e no poder explicativo na integração das proposições. A representação e modelagem do conhecimento são etapas do processo de aprendizagem de ciências e podem ser ilustradas com os mapas conceituais. A literatura caracteriza o que são bons mapas conceituais e mapeadores excelentes, capazes de modelar suas estrutu-ras conceituais e representá-las. No entanto, há uma lacuna sobre como se dá a tran-sição do aluno que aprende ciências, iniciante na técnica e no conteúdo científico, para a plena proficiência em ambos. O objetivo dessa tese é propor um modelo de articula-ção entre elementos teóricos que valorizam os processos cognitivos, a dimensão se-mântica e a representação do conhecimento do estudante que aprende ciências para sinalizar etapas da proficiência na técnica frequentemente ignoradas no uso de mapas conceituais no ensino de ciências quando a ênfase está na verificação da aprendiza-gem. A Taxonomia Revisada de Bloom discrimina em escala crescente diferentes pro-cessos cognitivos relacionados a objetivos de aprendizagem. Nessa tese foram utiliza-dos elementos dessa taxonomia para diferenciar os processos cognitivos exigidos para se criar os mapas conceituais descritivos e os explicativos. Foram utilizados elementos da Teoria da Carga Cognitiva para compor o modelo teórico para explicar as cargas cognitivas a que o mapeador está sujeito quando tem que lidar com as tarefas envol-vendo mapas. O plano semântico, proposto na Teoria dos Códigos de Legitimação, permite descrever a partir das estruturas de conhecimento as diferentes etapas no ca-minho para a expertise, plena proficiência, no mapeamento conceitual e no conteúdo mapeado. Três estudos são propostos para sustentar a tese sobre como é o caminho do mapeador iniciante até o mapeador experiente. Foi conduzida uma análise de agru-pamentos a partir do desempenho de estudantes em um questionário que permitiu de-limitar diferentes níveis de entendimento conceitual. No estudo I são apresentadas es-tratégias para estimular a construção de proposições dinâmicas e obter mapas concei-tuais com alto poder explicativo. No estudo II são analisadas a clareza e correção con-ceitual das proposições e no estudo III é caracterizado o perfil semântico dos mapeado-res em termos da densidade e da gravidade semântica. O desempenho dos estudantes no questionário é utilizado para correlacionar com as características obtidas das análi-ses da natureza, correção, clareza e densidades gravitacional e semântica das propo-sições e a aderência do mapa à pergunta focal. Mapas conceituais elaborados por es-tudantes de uma disciplina de Ciências da Natureza no Ensino Superior são apresen-tados para ilustrar os resultados. Os estudos conduzidos demonstraram que o modelo teórico construído nessa tese permitiu valorizar a aprendizagem conceitual e procedi-mental envolvendo o uso dos mapas conceituais no ensino de ciências e destacar a importância do desenvolvimento da plena proficiência com a aquisição da capacidade de acionar, articular e representar o conhecimento científico nesse organizador gráfico. |
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