Modelos mentais e visualização molecular: uma estratégia para ensinar Química Orgânica

ANJOS, Edson Izidro dos
Modelos mentais e visualização molecular: uma estratégia para ensinar Química Orgânica
/SP, Universidade de São Paulo, USP, Ensino de Ciências (Modalidades Física, Química e Biologia), 2004. 120p. Dissertação de Mestrado. (Orientador: Marcelo Giordan).

Resumo Nosso interesse no estudo da representação de modelos moleculares está em compreender os processos de elaboração e representação dos modelos mentais dos alunos, bem como suas implicações para o sucesso da relação de ensino-aprendizagem da Química Orgânica. Propomos o desenvolvimento de um Tutorial de Química Orgânica que nos permita investigar como os alunos de Ensino Médio elaboram modelos da estrutura da matéria em nível atômico-molecular, nos quais sejam largamente utilizados elementos da visualização de objeto molecular. A questão principal de nosso trabalho está em investigar como o uso de modelos visualisáveis pelo computador interfere na capacidade de elaborar modelos explicativos sobre as propriedades físicas das substâncias orgânicas. Também pretendemos identificar que padrões são demonstrados enquanto os estudantes traduzem representações químicas e constroem modelos utilizando o Tutorial de Química Orgânica e como os estudantes relacionam os conceitos e as informações visuais da representação. Durante o segundo semestre de 2003, 26 alunos (divididos em 13 duplas), do Ensino Médio de um colégio da rede particular de ensino do Estado de São Paulo utilizaram o Tutorial de Química Orgânica. O Tutorial foi desenvolvido como interface para funcionar aliado com o computador como ferramenta de ensino e aprendizagem no desenvolvimento do currículo inicial de Química Orgânica. Nossos resultados indicam um aumento significativo da compreensão e interpretação da relação "nomenclatura-propriedade-estrutura" dos compostos orgânicos pelos estudantes: a propriedade, observada macroscopicamente sendo interpretada por um modelo conceitual, levando a diferentes estruturas moleculares que necessitam ser diferenciadas através de uma nomenclatura específica. Percebemos um alto grau de envolvimento por parte dos estudantes, indicando o acompanhamento de todas as etapas propostas pelo Tutorial, inclusive as discussões com seus colegas e a realização das tarefas propostas. Nossos resultados também demonstram que a manipulação de modelos tipo "bola-vareta", em conjunto com a utilização de objetos moleculares na tela do computador, pode ser uma técnica efetiva para o ensino de conceitos abstratos como estrutura molecular e isomeria. Compreendendo as representações, os estudantes foram capazes de gerar interpretações, fazer traduções e manipular mentalmente estas representações.