Initial teacher education and analogies: a study focused on Mozambican universities

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação (Especialidade em educação de Ciências)No contexto de ensino e da aprendizagem, uma analogia pode ser concetualizada como uma comparação entre dois domínios do conhecimento, um que é familiar aos alunos e outro que lhe é desconhecido, mas que ele precisa entender. Apesar de as analogias serem uma faca de dois gumes, se usadas apropriadamente, elas podem desempenhar um valioso papel na facilitação da compreensão de conceitos científicos. Isto é especialmente verdadeiro no caso da química, que lida com conceitos associados a entidades sub-microscópicas, não passiveis de serem visualizados pelos alunos. Um exemplo de tais conceitos é o conceito de átomo, um conceito-chave de química, de cuja compreensão depende a aprendizagem de outros conceitos. As analogias podem facilitar a aprendizagem do conceito de átomo. No entanto, não se conhecem estudos sobre a formação facultada a futuros professores de química, nomeadamente moçambicanos, para ensinarem sobre o átomo com recurso a analogias. O objetivo geral desta investigação é avaliar a formação de futuros professores de química, de universidades moçambicanas, para o uso didático de analogias sobre o átomo e a estrutura atómica. Para alcançar este objetivo foram realizados três estudos, complementares, envolvendo professores e estudantes de uma licenciatura em ensino de química, de quatro universidades moçambicanas. O primeiro estudo recorreu a observação de aulas de dois professores de química geral de duas universidades (C e D), seguida de uma entrevista aos mesmos. Constatou-se que os professores usaram diferentes números de analogias nas suas aulas, algumas destas tinham problemas formais e científicos, usavam as analogias espontaneamente e afirmaram que não as planificavam, mas antes as inventavam quando sentiam que os alunos tinham dificuldade em compreender os conceitos. No segundo estudo foram entrevistados 11 professores de didática de química de quatro universidades (A, B, C e D). Verificou-se que os professores não abordavam a temática das analogias nas suas aulas e apresentavam algumas dificuldades concetuais bem como algum desconhecimento da temática. No terceiro estudo foram entrevistados 17 estudantes finalistas da licenciatura em causa, de duas universidades (C e D). Constatou-se que os estudantes não foram capazes de fazer uma análise crítica de duas analogias sobre o átomo, com problemas diversos, inseridas em manuais escolares de química. Em conclusão, pode-se afirmar-se que: os professores de química não estavam preparados para ensinar sobre o átomo com base em analogias; os professores de didática de química não tinham formação nem programas para ensinar os seus estudantes a ensinar química nas escolas secundárias com base em analogias; os estudantes não estavam preparados para ensinar química com recurso a analogias. Parece, portanto, necessário facultar formação aos professores e alterar os programas de didática de química, a fim de que contemplem a temática das analogias e os futuros professores sejam bem formados neste assunto.Within the context of teaching and learning, an analogy can be conceptualized as a comparison between two knowledge domains, being one of them familiar to the learners and the other one unknown to them. Analogies facilitate the learners’ task to grasp unfamiliar knowledge even though, from an educational point of view, they are a twofold sword. However, if they are appropriately used, they can play an important role in facilitating the learners’ understanding of scientific concepts. This is especially true in chemistry as it deals with concepts which are associated with sub-microscopic entities that cannot be observed. The atom is an example of such concepts. In addition, it is a key chemistry concept which works as a prerequisite for the learning of other concepts. Even though analogies can facilitate learning about the atom, research on prospective chemistry teachers’ education to teach it with analogies is not available, namely in Mozambique. This research aims at evaluating prospective chemistry teacher education conveyed by Mozambican universities so that newly formed teachers can use analogies to teach about the atom and the atomic structure. Three complimentary research studies were carried out to attain this objective. They involved students attending an undergraduate chemical education programme in four Mozambican universities and some of their teachers. This programme aims at training secondary school chemistry teachers. In study 1, the classes on the atom and atomic structures taught by two general chemistry teachers, belonging to two (C and D) universities, were observed. Afterwards, the teachers were interviewed. Teachers used different amounts of analogies, some of which were inaccurate from a formal or a scientific point of view. Besides, they used analogies spontaneously and stated that they were not used to plan for their presentation but rather were used to invent them when they feel that it is hard for students to understand the concepts. To attain the objectives of the second study, 11 chemical education teachers belonging to four universities (A, B, C and D) were interviewed. Data indicate that teachers were not used to teach about analogies, and that they show some conceptual difficulties and seemed to be unfamiliar with the theme. For the third study, 17 students, attending the final curriculum year of the undergraduate programme that is at stake at two universities (C and D), were interviewed. They were unable to critically analyse two inaccurate analogies about the atom that are included in school chemistry textbooks. As a way of synthesis, it can be stated that: chemistry teachers were not prepared to teach about the atom based on analogies; chemical education teachers were not trained and had not a syllabus compelling them to teach their students how to teach school chemistry based on analogies; and students were not prepared to teach chemistry based on analogies. Hence, it seems that it is necessary to train university teachers and to change the chemical education syllabus so that they can included the analogies theme and prospective teachers become better prepared to teach according to this issue