Development of Conceptual Understanding of Physical and Chemical Changes at the Macroscopic, Submicroscopic and Symbolic Level: A Cross-Age Study / Razvoj konceptualnoga razumijevanja fizikalnih i kemijskih promjena na makroskopskoj, podmikroskopskoj i simboličkoj razini – međugeneracijsko istraživanje

Abstract

In order to explain the development of understanding of chemical concepts at the macroscopic, submicroscopic and symbolic level over time, models of the expanding triangle and rising iceberg are proposed. In order to validate the two models, this study examined whether the depth of understanding of the concepts physical and chemical changes at each of the levels significantly changes with the age of students, whether selected age groups exhibit significant differences in understanding at the three levels, and whether findings for these age groups differ. Therefore, 121 14-year-old, 108 16-year-old and 112 19-year-old students completed the test that checked their understanding of the aforementioned concepts, at all three levels. The 16- and 19-year-old students significantly outperformed the 14-year-old students at each of the levels, while all age groups showed significantly better understanding of physical and chemical changes at the macroscopic and symbolic, in comparison to the submicroscopic level. It was concluded that, while the proposed models are generally valid, the applied teaching approaches and the composition of the chemistry curriculum have a profound impact on the development of students’ conceptual understanding, at all three levels of chemistry knowledge.

Keywords: expanding triangle model; magnesium oxidation; rising iceberg model; sublimation of water

---

Kako bi se objasnio način na koji se tijekom vremena razvija proces razumijevanja kemijskih pojmova na makroskopskoj, podmikroskopskoj i simboličkoj razini, predlažu se dva modela: model ekspanzijskoga trokuta i model rastućega ledenjaka. S ciljem provjere valjanosti ovih dvaju modela, u ovom je istraživanju ispitano mijenja li se u značajnoj mjeri razina razumijevanja pojmova vezanih uz fizikalne i kemijske promjene na svakoj od navedenih razina s dobi učenika, pokazuju li odabrane dobne skupine značajne razlike u razumijevanju na navedenim razinama te razlikuju li se rezultati dobiveni za ove dobne skupine. U sklopu istraživanja, 121 učenik u dobi od 14 godina, 108 učenika u dobi od 16 godina te 112 učenika u dobi od 19 godina riješili su test kojim se provjeravalo njihovo razumijevanje ranije spomenutih pojmova, na sve tri razine. Učenici u dobi od 16 i 19 godina ostvarili su značajno bolje rezultate od učenika u dobi od 14 godina, na svakoj razini, dok su sve dobne skupine pokazale značajno bolje razumijevanje fizikalnih i kemijskih promjena na makroskopskoj i simboličkoj u usporedbi sa podmikroskopskom razinom. Zaključak je da, iako su predloženi modeli općenito gledajući valjani, nastavne metode koje se primjenjuju i struktura kurikula za Kemiju imaju veliki utjecaj na razvoj konceptualnoga razumijevanja kod učenika, na sve tri razine kemijskoga znanja.

Ključne riječi: model ekspanzijskoga trokuta; oksidacija magnezija; model rastućega ledenjaka; sublimacija vode