The level of mastery of the concept of chemical reaction rate by 9th grade students

In this paper, we focused on the results of research, which we have conducted to ascertain the knowledge of Slovak students who have just finished their lower secondary education concerning the topic of chemical reaction rate. The study was attended by a total of 320 15-year-old graduates of basic chemistry education belonged to several schools. Students’ knowledge was found through didactic test consisted of 1 item related to clustering and several two-level tasks. The results were analyzed in terms of deeper insight into the students’ understanding of the issue and students’ misconceptions were also identified. The findings related to the problems connected with acquiring the concept of chemical reaction rate, especially in relation to the students’ grasp the mentioned topic at submicroscopic, macroscopic and symbolic levels of representation were analyzed. We managed to investigate the students’ various difficulties associated with mentioned topic. Several problems were found. Students have a problem with understanding the basic term “chemical reaction rate”, relating it to bodies in motion, which they know from physics lessons and everyday life. They also have problems to distinguish and interconnect information at different levels of representation. Students often do not know which factors affect the rate of reaction and how. They do not understand the concepts of concentration and catalyst and do not distinguish the terms temperature and heat. Students’ knowledge is often only formal and lacks a real conceptual understanding of the problem. Their solving of problems does not go beyond the algorithmic level of solution and they are not able to solve tasks that are not typically school-related issues.

Opisano wyniki badań dotyczących wiedzy słowackich absolwentów gimnazjum na temat szybkości reakcji chemicznych. W badaniu wzięło udział łącznie 320 15-letnich absolwentów kilku szkół, którzy ukończyli kurs podstawowej edukacji chemicznej. Wiedza uczniów została oceniona poprzez test dydaktyczny składający się z jednej pozycji związanej z tworzeniem klastrów i kilkoma zadaniami dwupoziomowymi. Wyniki analizowano pod kątem głębszego zaangażowania uczniów w zrozumienie problemu i zidentyfikowano błędne przekonania uczniów. Omówiono wyniki związane z problemami rozumienia pojęcia szybkości reakcji chemicznych, zwłaszcza w odniesieniu do opanowania przez uczniów wspomnianego tematu na submikroskopowych, makroskopowych i symbolicznych poziomach reprezentacji. Udało się określić różne rodzaje trudności uczniów związane z tym tematem. W związku z tym znaleziono kilka problemów. Uczniowie mają kłopot ze zrozumieniem podstawowego pojęcia „szybkość reakcji chemicznych”, odnosząc je do poruszających się ciał, które znają z lekcji fizyki i życia codziennego. Mają także problemy z rozróżnianiem i łączeniem informacji na różnych poziomach reprezentacji. Uczniowie często nie wiedzą, które czynniki i w jaki sposób wpływają na szybkość reakcji. Nie rozumieją także pojęć stężenie i katalizator oraz nie rozróżniają terminów temperatura i ciepło. Wiedza absolwentów jest często tylko formalna i nie zawiera prawdziwego konceptualnego zrozumienia problemu. Ich sposób rozwiązywania problemów nie wykracza poza poziom algorytmiczny, nie są w stanie rozwiązać zadań, które nie są typowo szkolne.