Understanding of protein structure by higher education students, under the perspective of Johnson-Laird\'s mental models theory

A Biologia Molecular e a Biotecnologia e seus conceitos subjacentes estão inseridos no currículo escolar da educação básica e têm estado presentes na vida cotidiana dos estudantes, envolvendo a análise e tomada de decisão sobre aspectos éticos relacionados à produção e aplicação do conhecimento científico e tecnológico. As explicações de alguns fenômenos e processos relacionados a estes temas estão quase sempre no nível molecular e atômico, que é descrito e explicado com modelos conceituais e físicos, ou até mesmo imagens. À luz da Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird, as pessoas raciocinam através de modelos mentais, podendo utilizar outras formas de representações mentais como proposições e imagens. Nesse contexto propôs-se diagnosticar entre treze alunos dos cursos de Licenciatura em Ciências Exatas (LCE) e Bacharelado em Ciências Físicas e Biomoleculares (CFBio), ambos cursos da Universidade de São Paulo, quais as representações mentais que esses alunos possuíam sobre o tema proteínas, bem como a contribuição de uma sequência didática utilizando modelos táteis para o ensino e aprendizagem da estrutura e função de proteínas. Para tal, realizamos (a) uma entrevista com os alunos dos cursos mencionados (pré-teste), (b) dois cursos com duração de três dias para cada turma (LCE e CFBio) e (c) uma entrevista com os mesmos alunos transcorrida uma semana após a realização de cada curso (pós-teste). Os dados obtidos foram de três tipos: registros escritos (desenhos e/ ou esquemas); um ou mais modelos táteis montados com materiais de baixo custo; áudio e imagens oriundos das filmagens das entrevistas. Os registros escritos e os modelos táteis de cada aluno foram fotografados e os áudios das entrevistas transcritos, gerando um documento individual que possibilitou uma análise de conteúdo, permitindo a divisão da amostra em duas categorias: alunos modelizadores e não modelizadores, cada uma com subcategorias próprias. A detecção das representações mentais que os alunos possuíam antes e após o curso sinalizou que a contribuição da sequência didática aplicada no curso para o ensino/aprendizagem do tema proteínas foi positiva, promovendo o aumento do número de alunos modelizadores e possibilitando aos mesmos o aumento do nível de complexidade e sofisticação em suas representações externas (modelos táteis e desenhos) e a evolução e esclarecimento de conceitos antes não compreendidos.The Molecular Biology and Biotechnology and its underlying concepts are embedded in the curriculum of basic education and have been present in the daily life of students, involving the analysis and decision making about ethical issues related to the production and application of scientific and technological knowledge. The explanations of some phenomena and processes related to these themes are almost always in atomic and molecular level, which is described and explained with physical and conceptual models, or even images. In light of the mental models theory of Johnson-Laird, people reason through mental models and may use other forms of mental representations as propositions and images. In this context we proposed diagnose mental representations that students in higher education had on the subject proteins, as well as the contribution of a didactic sequence using tactile models for teaching and learning the structure and function of proteins. Thirteen students of two undergraduation courses Teacher education course in Exact Sciences (LCE) and Bachelor in Biomolecular and Physical Sciences (CFBio) - participated of this research. The tools used for data collection were: (a) an interview with the students of the courses mentioned (pre-test), (b) two courses lasting three days for each group (CFBio and LCE) and (c) an interview with the same students made one week after completion of each course (post-test). The data were of three kinds: written records (drawings and/or diagrams), one or more tactile models assembled with low cost materials, audio and pictures from the filming of the interviews. Written records and tactile models of each student were photographed and audio interviews transcribed, generating an individual document that provided a content analysis, allowing the classification of students in two categories: modellers and non-modellers, each one with its own subcategories. The detection of mental representations that students had before and after the course indicated that the contribution of the didactic sequence for the teaching/learning of the subject proteins was positive, increasing the number of students modellers and enables them (a) increase the level of complexity and sophistication in their external representations (drawings and tactile models) and (b) the development and clarification of concepts not previously understood