Identifying and Analyzing the Misconceptions Associated with the Concept of Chemical Equation

Abstract

Abstract Education research results point to frequent misconceptions of basic chemical concepts among students at all levels of education. One reason for this is the abstract nature of the subject, which requires higher cognitive abilities of students in the learning process. Considering these insights, research was conducted with the aim to identify and analyze students’ misconceptions associated with the concept of chemical equation. The results served to design and implement a quasi-experiment aiming to enhance teaching of the mentioned concept, which is presently under way. The research, conducted in December 2013, included 357 eighth grade students from several primary schools. Multiple-choice questions were used in assessing the ability of associating two different ways of presenting a chemical reaction, namely chemical equation and particulate drawing. Analysis of the collected data revealed different misconceptions associated with insufficient understanding of the concepts of atom and molecule, stoichiometric number and index, reaction system and elementary reaction, and difficulties in applying the law of conservation of mass. The research results emphasize the value of particulate drawing as a teaching tool whose application in assessing knowledge enables an analysis of the conceptual understanding of the chemical equation. Key words: basic chemical concepts; chemical equation; misconception; particulate drawing. --- Sažetak Rezultati edukacijskih istraživanja ukazuju na ucestalost pogresnih shvacanja temeljnih kemijskih pojmova kod ucenika svih obrazovnih razina. Uzrok tome je i apstraktna priroda nastavnog predmeta koja od ucenika zahtijeva vise kognitivne sposobnosti pri usvajanju sadržaja. Uzimajuci u obzir te spoznaje, provedeno je istraživanje ciji je cilj bio prepoznati i analizirati pogresna shvacanja ucenika povezana s konceptom jednadžbe kemijske reakcije. Rezultati ovog istraživanja poslužili su za osmisljavanje i provedbu kvazieksperimenta s ciljem unaprjeđenja poucavanja navedenog koncepta, koje je u tijeku. U istraživanju koje je provedeno u prosincu 2013. godine sudjelovalo je 357 ucenika osmih razreda osnovnih skola. Zadatcima visestrukog izbora provjeravana je sposobnost povezivanja dvaju nacina prikaza kemijske promjene, jednadžbom kemijske reakcije i cesticnim crtežom. Analizom prikupljenih podataka uocena su razlicita pogresna shvacanja povezana s nerazumijevanjem pojmova: atom i molekula, stehiometrijski broj i indeks, reakcijski sustav i elementarna pretvorba, kao i poteskoce primjene zakona o ocuvanju mase. Rezultati ovog istraživanja isticu vrijednost cesticnog crteža kao nastavnog alata cija uporaba pri provjeri znanja omogucava analizu konceptualnog razumijevanja jednadžbe kemijske reakcije. Kljucne rijeci: cesticni crtež; jednadžba kemijske reakcije; pogresna shvacanja; temeljni kemijski pojmovi.