O USO DE SOFTWARE NO ENSINO DE QUÍMICA PARA ALUNOS DE TERCEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO¹ SILVA, Aline Marques 4 ; FERNANDES, Liana da Silva 3 ; LANA, Régis Dalla 2 ; BRASIL, Robledo de Moraes 5 ;; SOLNER, Tiago Barbosa 2 ; ¹ Trabalho de Pesquisa _UNIFRA. ² Acadêmicos do Curso de Química Licenciatura do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil. ³ Professores do Curso de Química Licenciatura do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS,Brasil. 4 Coordenadora sub projeto Química/Unifra 5 Professor Coordenador do Subprojeto Química PIBID da Escola Estadual Dr. Walter Jobim E-mail: tiago.solner@gmail.com RESUMO A representação molecular, por ter um papel muito importante no entendimento de estruturas químicas, tira o sono de muitos professores de ensino médio frente a seus alunos pela dificuldade na modelagem de estruturas. Observando que existe uma falta de apoio didático para as aulas de química do terceiro ano do ensino médio, um estímulo deve ser dado aos professores para favorecer o processo de ensino-aprendizagem, com o intuito de também colocá-los diante de situações práticas que introduzam os recursos tecnológicos (imagens e vídeos), favorecendo uma forma mais interessante de apropriação do conhecimento. Dessa forma, o trabalho teve por objetivo facilitar o aprendizado da química com enfoque na representação molecular, utilizando um software de modelagem molecular, bem como, disponibilizar um manual multimídia que auxilie na sua utilização. O software foi aplicado no Colégio Estadual de Ensino Fundamental e Médio Coronel Pillar, onde obtivemos excelentes resultados favorecendo a compreensão dos conceitos químicos. Palavras-chave: Representação Molecular; Software; Ensino de Química; Aprendizagem. 1. INTRODUÇÃO A química é uma ciência que em seus vários eixos temáticos traz alguns temas que vem desafiando professores e pesquisadores, entre eles um que pode se destacar é a representação de estruturas moleculares. Por ter um papel muito importante no entendimento de estruturas químicas, a representação molecular tira o sono de muitos professores de ensino médio frente a seus alunos pela dificuldade na modelagem de estruturas, o que conta apenas com o auxílio de quadro negro e giz. Entre outros fatores inclui-se nesse desafio de representação de estruturas químicas o arranjo espacial dos átomos, o ângulo entre as ligações atômicas, a estereoquímica das moléculas e o reconhecimento da geometria molecular. Nesse sentido ao longo da história a representação molecular vem sofrendo muitas transformações. Desde representações pictográficas de Dalton em 1804 como mostra a Figura 1.
Figura 1: Representação pictográfica de Dalton Holffman (1865) expondo um modelo utilizando bolas e varetas, como demonstra a Figura 2, conhecido como o primeiro modelo a apresentar a estrutura do metano (CH4), introduzindo também o emprego de cores na diferenciação dos elementos químicos otimizando assim a geometria molecular. FIGURA 2: Modelo de bolas e varetas de Hoffman Lewis (1916) que utiliza pontos e traços na representação de fórmulas eletrônicas e estruturais, como é mostrado na Figura 3. DOMINGUES (1969). Figura 3: Representação estrutural de Lewis.
Com o intuito de auxiliar a representação molecular, a utilização de softwares de modelagem molecular pode facilitar a visualização de estruturas em âmbito bidimensional (2D) e tridimensional (3D). Com isso o presente trabalho enfoca a utilização de softwares de modelagem molecular, normalmente restritos às instituições de ensino superior, em escolas de ensino médio. É no Ensino Médio que os alunos são formalmente apresentados aos vários eixos temáticos da química e é onde ocorre o início do contato dos estudantes com as representações de estruturas químicas. Normalmente, é nesse ponto de vista escolar que surgem as dificuldades de aprendizagem em química, principalmente no tocante às representações de moléculas. O uso de softwares como auxiliares na representação molecular pode fazer com que os estudantes aprendam de maneira divertida, favorecendo o aprendizado desses conteúdos. 1.1. JUSTIFICATIVA Seguindo assim a evolução da modelagem estrutural, porque não usar dentro da nossa realidade informatizada, esses softwares para tornar esse conteúdo mais acessível para o entendimento dos alunos? Observando que existe uma falta de apoio didático para as aulas de química do terceiro ano do ensino médio. Um estímulo deve ser dado aos professores para favorecer o processo de ensino-aprendizagem desses tópicos com o intuito de também colocá-los diante de situações práticas que introduzam os recursos tecnológicos (imagens e vídeos), favorecendo uma forma mais interessante de apropriação do conhecimento. Nesse sentido propõe-se o estudo de um software denominado WINDRAWCHEN: Desenhos de Estruturas Moleculares, que é um programa simplificado de edição de estruturas químicas bidimensionais, ideal para quem deseja desenhar esquemas químicos e que ainda não necessita de nenhuma ferramenta muito complexa. Como uma grande vantagem de sua utilização está sua disponibilidade gratuita na internet para uso pessoal, possui diversos recursos como a disponibilidade de uma boa biblioteca de moléculas, permite alternar entre diferentes formas de representação molecular. Além disso, esse software está comumente presente em computadores de escolas públicas, facilitando a disseminação das atividades propostas nesse projeto. 1.2. OBJETIVOS 1.2.1. Objetivo Geral
Facilitar o aprendizado da química enfocando a representação molecular, utilizando um software de modelagem molecular, bem como, disponibilizar um manual multimídia que auxilie na utilização do mesmo. 1.2.2. Objetivos Especificos software WINDRAWCHEM. software está em inglês. software. de construção de estruturas químicas usando o WINDRAWCHEM. 2. REFERENCIAL TEÓRICO De acordo com (GRISPUN, 2001) a escola sendo um espaço que pretende exercer o desenvolvimento das capacidades físicas, intelectuais e morais dos alunos, deve assumir o papel de democratização dos saberes e reconhecer a necessidade de se trazer a tecnologia para dentro de seus muros não somente para ser utilizada, mas também para ser entendida, criticada e construída, ou seja, o ensino escolar na perspectiva de uma educação tecnológica deve assumir um comprometimento com a tecnologia. A verdadeira função do professor não deve ser a de ensinar, mas sim a de criar condições de aprendizagem. De acordo com Fonseca (2001, p.2): É preciso lembrar que os computadores são ferramentas como quaisquer outras. Uma ferramenta, sozinha, não faz o trabalho. É preciso um profissional, um mestre no ofício, que a manuseie, que a faça fazer o que ele acha que é preciso fazer. É preciso, antes da escolha da ferramenta, um desejo, uma intenção, uma opção. Havendo isto, até a mais humilde sucata pode transformar-se em poderosa ferramenta didática. Assim como o mais moderno dos computadores ligado à Internet. Não havendo, é este que vira sucata. Para Azevedo, (2007) o uso do computador na educação consistiria simplesmente na informatização dos meios tradicionais de instrução, podendo enriquecer ambientes de aprendizagem onde o aluno, interagindo com os objetos desse ambiente, tem a chance de construir o seu conhecimento baseado em recursos antes não oferecidos, mas muito mais atrativos ou motivadores. Segundo Freitas, (1999) colocar computadores nas escolas não quer dizer informatizar a educação, mas introduzir o meio tecnológico como ferramenta de ensino dentro e fora da sala de aula e isso sim se torna sinônimo de informatização da educação. Para haver um ensino significativo, as aulas precisam ser mais participativas
e interativas, onde os educandos possam construir seu conhecimento e o educador utilize a tecnologia para dinamizar as aulas orientando seus alunos. Eichler e Del Pino (2000) relatam que o software por si só não resolve os problemas de aprendizagem, somente auxiliariam no processo de ensino aprendizagem se houver uma ampla integração entre o Projeto Político Pedagógico da escola e as atividades em sala de aula. Desta forma, com o devido suporte pedagógico e uma orientação adequada aos docentes, a utilização das ferramentas computacionais ajudariam no processo de ensinoaprendizagem. A partir daí, a principal função do professor não pode mais ser apenas a difusão dos conhecimentos, que agora é feita de forma mais eficaz por outros meios. Sua competência deve deslocar-se no sentido de incentivar tanto a aprendizagem como o pensamento. De acordo com (LEVY, 1999, p.128). O professor torna-se um animador da inteligência coletiva dos grupos que estão a seu encargo. Sua atividade será centrada no acompanhamento e na gestão das aprendizagens: o incitamento à troca dos saberes, a mediação relacional e simbólica, a pilotagem personalizada dos percursos de aprendizagem etc. De acordo com Bona, (2009) a química por ser uma disciplina de contexto eminentemente experimental, também apresenta conteúdos abstratos e de difícil compreensão, visualização principalmente pelos alunos. Este problema poderia ser parcialmente resolvido com a utilização de softwares específicos. Por exemplo: software para demonstração de moléculas em três dimensões, jogos educativos envolvendo problemas ambientais, laboratório virtual para visualização de reações e vidrarias. Desta forma, os softwares educativos dão novos significados às tarefas de ensino, atendendo as propostas ditadas para a nova educação, como LDB e PCN. 3. METODOLOGIA A metodologia utilizada no presente trabalho consistiu na realização de 4 etapas: 1- O estudo do software WINDRAWCHEM. 2- Produção de um manual em português, que irá apresentar aos alunos cada ferramenta contida no software. 3- Produção de vídeos-tutoriais contendo exercícios para avaliação do aprendizado para o uso do software. 4- Aplicação do projeto com os alunos do 3º ano do ensino médio do Colégio Coronel Pilar. O estudo do software teve como objetivo inicial a tradução para português já que o software apresenta menus em inglês. Na sequência, um manual de uso será produzido a fim
de explicar aos usuários a função de cada botão do menu e facilitar a construção de estruturas químicas. Esta pesquisa foi de cunho teórico prático, no qual participaram alunos do 3º ano do Colégio Estadual de Ensino Fundamental e Médio Coronel Pillar. Para esse fim, foram utilizados três notebooks sendo realizada a aplicação do projeto dentro da sala de aula. O software WINDRAWCHEM foi disponibilizado em cada computador, e juntamente um manual com vídeos com instruções de como montar as estruturas. Os vídeos demonstrativos foram elaborados num programa denominado WINK, que é um software para criação de tutoriais. Principalmente tutoriais que pretendam mostrar como funciona um determinado software. Com o Wink podemos capturar ecrãs, capturar movimentos do mouse, adicionar caixas de texto com várias formas e funções, colocar botões, títulos, como mostra a (figura 5). Figura 5: Produção de vídeos Tutoriais no programa Wink. Posterior à aplicação do projeto foi proposta algumas questões referentes às estruturas químicas a fim de constatar o aprendizado dos alunos. Essas atividades constituíram de perguntas direcionadas cuja solução dependeu do aluno ter ou não aprendido a usar o software. As estruturas químicas dos compostos utilizados encontram-se na Figura 6. As questões constituíram na reprodução das estruturas mostradas abaixo, com a utilização do software e logo, dando o nome estrutural de cada uma delas.
Figura 6: Estruturas Químicas dos compostos que foram utilizados. APRESENTAÇÃO DO SOFTWARE: O Software consiste em um programa muito simples de edição de estruturas químicas 2 D, ideal para quem procura desenhar esquemas químicos e que não necessita de nenhum acessório sofisticado, como mostra a Figura 7. Foi elaborado um manual o qual mostra todos os ícones correspondentes às ferramentas presentes no programa molecular utilizado. Figura 7: Tela Inicial do Software.
4. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS O software foi aplicado no Colégio Estadual de Ensino Fundamental e Médio Coronel Pillar na cidade de Santa Maria, com a participação de 14 alunos do terceiro ano do ensino médio, com intuito de avaliar a utilização do software em aula. Aos alunos foram propostas perguntas em forma de um pequeno questionário, juntamente com os exercícios de elaboração de algumas estruturas químicas (Figura 6) após a utilização do software, onde se obteve os seguintes resultados como mostra a Tabela 1: Perguntas Você acha o software WINDARWCHEM de fácil entendimento? Os vídeos demonstrativos de utilização do software foram válidos para a construção das estruturas? Tiveram alguma dificuldade na construção das estruturas? Quais? Número de alunos Sim Não Total 14 x 100% 14 x 100% 14 x 100% Tabela 1: Questionário relacionado à aplicação do software e resultados obtidos. Somando-se a estes resultados, 100% dos estudantes informaram que a atividade computacional favoreceu a compreensão dos conceitos químicos. E ainda, constatou-se que 100% dos alunos nunca haviam manuseado um software de modelagem molecular. Segundo um dos alunos (as): os professores poderiam utilizar deste software para realização de trabalhos na escola, o que enfatiza a importância da aplicação de técnicas inovadoras em sala de aula, despertando a curiosidade e o interesse dos alunos. Destacando-se um ponto muito gratificante da aplicação, tem-se uma peculiaridade da turma, a presença de um aluno entre os 14, que apresenta deficiência mental. Em paralelo aos demais, não demonstrou nenhuma barreira na utilização do software, pelo contrário, fez os exercícios propostos da mesma maneira que os colegas, se mostrando por vezes até mais interessado 5. CONCLUSÃO Ao longo deste trabalho concluiu-se que é possível diversificar a maneira tradicional de transmitir o conteúdo referente à Representação Molecular, visto que os conteúdos
podem ser dispostos de maneira mais atrativa, interativa e com animações que possibilitam uma melhor visualização e entendimento dos mesmos. É necessário estimular o uso de softwares educacionais com o intuito de melhorar a qualidade de ensino, para que este sirva de apoio para obtermos um melhor aproveitamento no aprendizado dos alunos e também de apoio pedagógico para os professores. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AZEVEDO, BRENO FABRÍCIO TERRA. Tópicos em Construção de Software Educacional. Disponível em < http://www.inf.ufes.br/~tavares/trab3.html>. Acesso em: 15/09/2011. BONA, B. O. Análise de softwares educativos para o ensino de matemática nos anos iniciais do ensino fundamental. Experiências em Ensino de Ciências, vol.4, n. 1, pp.35-55, 2009. DOMINGUES, Sérvulo F.. Orbitais estruturas de átomos, moléculas e cristais. 2. ed. São Paulo: Edart, 1969. EICHLER, M.L. e DEL PINO, J.C. Computadores em Educação Química: Estrutura atômica e tabela periódica. Química Nova, v. 23, p. 835-840, 2000. FONSECA, Lúcio. Tecnologia na Escola. 2001. Disponível em < http://www.aescola.com.br/aescola/seções/20tecnologia/2001/04/0002>. Acesso em: 04/10/2011. FREITAS, Maria Teresa de Assunção. Vygotsky e Bakntin. Psicologia e Educação: um intertexto. São Paulo: Ática, 1999. GRISPUN, M. P. S. (org). Educação tecnológica: desafios e perspectivas. 2ª ed. São Paulo: Cortez, 2001. LÈVY, Pierre. Cibercultura. São Paulo: Editora 34, 1999. POHL, W. Gerhard. Session Molecules as art? In: Fórum Euroscience Open, Stokholm: 25 de agosto, 2004. Disponível em <http://www.esof2004.org/pdf_ppt/session_material/pohl.pdf>. Acesso em: 20/10/2011.