Development and validation of thermochemistry problems based on the 4Cs

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5380/recem.v1i1.102845

Keywords:

Thermochemistry, 4C, Effective problem, Skills indicator

Abstract

This investigation articulates aspects of problem-solving methodology, chemistry learning, and 21st-century skills to propose a theoretical model for the development and validation of thermochemistry problems, touching upon the skills of the 4Cs. Three thermochemistry problems (P1, P2, and P3) were developed, anticipating the development of contemporary skills such as critical thinking, collaboration, communication, and creativity, based on generic indicators (knowledge, active cognition, conation, affectivity, and sensory motor skills). In this study, problems P1 and P2 were analyzed by a group of 27 undergraduate students using a questionnaire consisting of 26 self-report statements of the six-point Likert scale. Descriptive quantitative analysis showed that critical thinking was the skill best evaluated by participants in both problems, considered consistent with averages above 4 for all indicators, followed by collaboration and lastly communication. Regarding the indicators, the sensorimotor component showed variations in scores and perceptions in all investigated skills. In both problems, all indicators were identified, which could be represented by the pentagonal model, explaining the disribution and intensity of the indicators for each skill. It was possible to perceive that both problems maintained consistency among the skills in the pentagonal model. It can be inferred that the use of indicators and the 4Cs as a reference for problem construction allows the development of important skills for the integral development of the student in Chemistry classes.

Author Biographies

Natany Dayani de Souza Assai, Universidade Federal Fluminense

Docente da área de Ensino de Química no Departamento de Química do Instituto de Ciências Exatas (ICex) na Universidade Federal Fluminense (UFF). Doutora em Ensino de Ciências e Educação Matemática pelo Programa de Pós-Graduação da UEL (2016). Licenciada em Química (UEPG). Vice-coordenadora do curso de Licenciatura em Química, campus Volta Redonda. Atualmente coordena o subprojeto PIBID Química [2024-2026]. Coordenou o subprojeto de Programa de Residência Pedagógica [2022-2024]. Atua como docente e orientadora no Mestrado Profissional de Ciências da Natireza (PPECN) e Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional (PROFQUI-UFF). Experiência na educação básica e ensino superior. Áreas de pesquisa: formação de professores, divulgação científica, ensino e aprendizagem de Química.

Mylena Rodrigues Machado, Universidade Federal Fluminense

Licenciada em Química pela Unidade Federal Fluminense (UFF). Mestranda no Mestrado Profissional de Química em Rede Nacional.

Everton Bedin, Universidade Federal do Paraná

Graduado em Química Licenciatura Plena pela Universidade de Passo Fundo - UPF (2009). Especialista em Tecnologia de Informação e Comunicação na Educação - TICEDU - pela Universidade Federal de Rio Grande - FURG (2014), Gestão Educacional pela Universidade Federal de Santa Maria - UFSM (2018). Mestre em Educação em Química pela Universidade Federal de Uberlândia - UFU (2012). Doutor e Pós-Doutor em Educação em Ciências: química da vida e saúde pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS (2015). Atualmente é professor permanente no Departamento de Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e nos Programas de Pós-graduação em Educação em Ciências e em Matemática (PPGECM), no qual atuou como Vice-Coordenador (01/2022 - 08/2023) e Coordenador (09/2023 - 01/2026), e no Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional (PROFQUI). Membro da Red de Posgrados en Educación en Latinoamérica (REDPEEL). Possui experiência na área de Química com ênfase em Química, trabalhando, principalmente, nos temas: formação docente, ensino-aprendizagem, TDIC, interdisciplinaridade e metodologias de ensino.

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Published

2025-12-30

How to Cite

ASSAI, Natany Dayani de Souza; MACHADO, Mylena Rodrigues; BEDIN, Everton. Development and validation of thermochemistry problems based on the 4Cs. Journal of Science and Mathematics Education (RECEM), Curitiba, v. 1, n. 1, p. 1–21, 2025. DOI: 10.5380/recem.v1i1.102845. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/recem/article/view/102845. Acesso em: 22 jan. 2026.

Issue

Section

Artigos