Autores

Lima,, W.S. (UAST-UFRPE) ; Vasconcelos, F.C.G.C. (UAST-UFRPE)

Resumo

Este trabalho apresenta um levantamento e análise das simulações de Química Geral que foram desenvolvidas pela equipe do PhET-Interactive Simulation, da Universidade do Colorado.Estes assuntos geralmente são explorados no 1º ano do Ensino Médio e podem auxiliar professores que buscam a inserção de simulações interativas em suas aulas, bem como de possibilitar uma melhor compreensão dos fenômenos químicos. Ao todo, foram encontradas 20 simulações,com informações conceituais e simulações experimentais, que podem representar os fenômenos a nível macroscópico e submicroscópico.No aspecto submicroscópico, tem-se a simulação: Construa uma Molécula,a qual possibilita a compreensão da disposição espacial dos átomos em uma molécula. Sendo as simulações do PhEt importantes para o ensino de Química.

Palavras chaves

Ensino de Química; PhET; simulações

Introdução

As simulações podem ser consideradas como ferramentas que auxiliam professores e alunos, na compreensão dos fenômenos químicos e suas aplicações. Pesquisadores (WU, KRAJCIK, SOLOWAY, 2001; TREAGUST; CHITTLEBOROUGH; MAMIALA, 2003) apresentam resultados satisfatórios em atividades que exploram diferentes representações no ensino de Química. Além destes, Johnstone (1993) afirma que o entendimento dos conteúdos de Química, são melhor compreendidos quando se relacionam as três dimensões do conhecimento químico: macroscópica, submicroscópica e simbólica. Neste sentido, as simulações podem representar os fenômenos químicos a nível submicroscópico, sendo estas utilizadas pelos cientistas como ferramentas que auxiliam a construção do conhecimento, mas que não são cópias da realidade. Neste sentido, o conhecimento de simulações da Química, por parte dos professores, bem como a sua exploração de forma estruturada, pode gerar avanços para uma melhor compreensão destes fenômenos. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo principal analisar as simulações de Química Geral do Physics Education Technology Project (PhET). O PhEt é um projeto que apresenta simulações gratuitas, que podem ser salvas no computador, as quais fornecem aos seus usuários a interatividade com o recurso e, condições para compreensão de causa e efeito quando realizam determinado mecanismo. Informa-se ainda que, a área de Química Geral foi escolhida para análise devido esta apresentar assuntos que são mais explorados no ensino fundamental II e Ensino Médio na Educação Básica no Brasil.

Material e métodos

O presente trabalho caracteriza-se como um pesquisa qualitativa, que varia quanto o método, a forma e aos objetivos, auxiliando na descrição dos problemas e hipóteses levantadas, apresentando contribuições para possíveis mudanças no quadro que se investiga (OLIVEIRA, 1999). Logo, foi possível obter uma visão geral das simulações de Química presentes no site do PhET (http://goo.gl/0ykEta), identificando os conteúdos explorados, tipos de interação e lacunas para elaboração e desenvolvimento de novas simulações para a área. As simulações foram escolhidas seguindo a técnica análise de Bardin (2006), que pode ser apresentada em três fases de organização: 1) Pré-Análise (identificação das simulações que explorem Química); 2) Exploração do Material; e, 3) Tratamento dos resultados, conclusão e interpretação. Ao todo, foram identificadas 50 simulações (Tabela 1), divididas no site como Química Geral (QG) e Química Quântica (QQ). Destas, 7 foram retiradas da análise (Marcadas em cinza na Tabela 1) devido elas explorarem mais aspectos da Matemática (Fourier: criando ondas), e de Física (as demais destacadas). Contudo, reforça-se que as simulações destacadas na Tabela 1, podem ser utilizadas em aulas no Ensino Superior, em matérias específicas, como as de QQ. Após este levantamento, foram analisadas as 43 simulações que poderiam ser exploradas nas aulas de Química da Educação Básica no Brasil. Os itens de análise compõem as seguintes categorias: 1) Área da Química (Química Geral, Físico Química, Química Orgânica e Química Geral) e. 2) Tipos de Simulações (Conceitual e Operacional, segundo Ribeiro e Greca (2003); Jogo e Outros (que não se enquadram as categorias anteriores).

Resultado e discussão

Inicialmente, foi identificado que todas as simulações do PhET apresentam um Guia do Professor, em PDF, criado pela equipe do projeto, o qual pode auxiliar o professor a estruturar suas aulas com o uso do recurso. Contudo, eles estão em inglês, o que pode dificultar a leitura para os professores da Educação Básica do país. Baseando-se nas divisões da Química, no contexto escolar, percebeu-se que nenhum assunto relacionado a Química Orgânica foi desenvolvido, até então, pela equipe do PhET. Sendo mais frequentes as simulações relacionadas a Química Geral (19+1), Físico Química (12) e Química Quântica (11+1), conforme pode ser visto na Tabela 2. Apenas uma simulação (Modelos do Átomo de Hidrogênio foi mantida em QG e QQ, devido a aplicação direta de princípios da Mecânica Quântica e diferentes modelos representativos para o átomo de Hidrogênio. Das de Química Geral, todas foram identificadas como conceituais, ou seja, que exploram princípios, conceitos e/ou fatos relacionados ao(s) evento(s) simulado(s), destacando-se: Construa uma molécula (Construção de moléculas a partir dos átomos que a constituem); Decaimento Alfa (Explora a desintegração radioativa por emissão de partículas alfa de um núcleo de polônio); Estados da Matéria (Representação da organização molecular nos 3 estados físicos da matéria); Forma da Molécula (Explora a Geometria da molécula em 3D) e Polaridade da Molécula (Relaciona a eletronegatividade dos átomos com a polaridade da molécula), todas com informações que auxiliam a compreensão de aspectos submicroscópicos da Química. Além de poderem auxiliar na compreensão das estruturas tridimensionais, conforme Hyde et al (1995) identificaram que esta seria uma das problemáticas para se visualizar as estruturas Químicas.

Tabela 1: Lista das simulações de Química apresentadas no site do PhET.


Tabela 2: Classificação das simulações do PhET de acordo com a Área de Química.

Conclusões

Mesmo com um número significativo de simulações de Química no PhET, foi identificado que a maioria é de Química Geral, havendo a necessidade de se estruturarem simulações de outras áreas, como por exemplo, as de Química Orgânica. Ainda assim, destaca-se a necessidade de divulgar estas simulações e, de se proporem formas de uso para professores em formação inicial e continuada. Após este levantamento, pretende-se estruturar sequências didáticas com uso destas simulações nas aulas de Química para a Educação Básica, em conjunto com as atividades do PIBID Química da UAST-UFRPE.

Agradecimentos

Referências

BARDIN, L. Análise de conteúdo. Lisboa: Edições 70, 2006.
HYDE, R. T., SHAW, P. N., JACKSON, D. E., WOODS, K. Integration of molecular modeling algorithms with tutorial instruction. Journal of Chemical Education, v. 72, n. 8, 1995. p. 699-702.
JOHNSTONE, A. H. The development of chemistry teaching: a changing response to a changing demand. Journal of Chemical Education, v. 70, n. 9, 1993. p. 701-705.
OLIVEIRA, S. L. Tratado de metodologia científica: projetos de pesquisas, TGI, TCC, monografias, dissertações e teses. 2. Ed. São Paulo: Pioneira, 1999.
TREAGUST, D. F.; CHITTLEBOROUGH, G.; MAMIALA, T. L.. The role of submicroscopic and symbolic representations in chemical explanations. International Journal of Science Education, v. 25, n. 11, 2003, p. 1353–1368.
WU, H.; SHAH, P. Exploring Visuospational Thinking in Chemistry Learning. Wiley Periodicals, Inc. v. 88, 2004. p. 465-492.