como recurso para o ensino-aprendizagem de Química: ações

Transcrição

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Instituto de Química de São Carlos
Banco de dados CSD (Cambridge Structural Database) como
recurso para o ensino-aprendizagem de Química: ações para
viabilização do uso do banco e desenvolvimento de estudos
sobre o seu emprego em disciplinas de Química no ensino
superior
Fábio Batista do Nascimento
Dissertação apresentada ao Instituto de Química de São
Carlos, da Universidade de São Paulo para a obtenção
do título de Mestre em Ciências (Química Analítica).
Orientador(a): Profa. Dra. Salete Linhares Queiroz
São Carlos
2004
Impossível esquecer: falta-me você.
Neste momento de intensa alegria, falta-me você.
Falta o seu abraço, o seu carinho. O som das palavras que me
pronunciavas.
Houve momentos em que minha alma se sentiu no que tem de mais
fundo, tocado por uma saudade indizível. Saudade dos momentos que
juntos vivemos e dos que ficaram por viver.
Mas, sei que somos parte um do outro e por isso me acompanhas.
Estás comigo a cada ato, a cada decisão e através da sua bela e
constante presença posso ver presente o que se diz ausente. Agradeço a
vida, o amor dedicado, as lições e a amizade. A você, ontem, melhor
amiga, hoje, protetora, uma saudade reverência de amor e gratidão.
“Dedico este trabalho principalmente a minha avó Elvinia Batista
Andrade (in memorian), que apesar de nunca ter estudado, sempre me
incentivou e sabia da enorme importância da conclusão desta caminhada”.
Em primeiro lugar a Deus...
À minha mãe Ludovina pelo amor, compreensão, confiança e carinho...
À minha irmã Flávia e meu cunhado Alexandre,
pelo apoio e conselhos nos momentos difícies...
Aos meus sobrinhos Alexandre Filho e Flávio Alexandre
pelo carinho e momentos de descontração.
AGRADECIMENTOS
À Profa. Dra. Salete Linhares Queiroz pela orientação, paciência e atenção dispensada
ao longo deste trabalho.
Aos Profs. Drs. Javier Alcides Ellena e Benedito dos Santos Lima Neto pela colaboração
e atenção dispensada.
Ao Prof. Dr. Clézio Aniceto pelo apoio, amizade e incentivo desde a graduação.
Aos Prof. Dr. Wagner Polito pelos longos papos culturais.
Aos meus tios e primos, tia Silvina, tio Valdecir (in memorian), Rodrigo, Adriana,
Rodrigo Júnior e Letícia pelo carinho, apoio e incentivo.
Ao meu grande amigo Flávio Silva Rezende (fiotão), que apesar das brigas, sempre me
incentivou, desde a graduação, e também por poder tê-lo como um irmão.
Aos amigos Wendell (CROMA) e Robson (Fluorescência Molecular) pela amizade e
momentos de descontração, principalmente nos churrascos e cafezinhos.
Aos amigos do Grupo de Pesquisa em Ensino de Química, Cristiane, Luciana, Flávio
(fiotão), Gelson (bochecha) e Antônio Carlos (jesus) pelo estímulo e amizade.
Aos amigos da República Fulerenos, Vitão, Sabugo, Willian e Schumacher.
Ao IQSC pela oportunidade concedida.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS............................................................................................
i
LISTA DE TABELAS...........................................................................................
iii
LISTA DE ABREVIATURAS..............................................................................
iv
RESUMO................................................................................................................
v
ABSTRACT............................................................................................................
vii
1 – INTRODUÇÃO................................................................................................
1
1.1 – Computadores no ensino superior de química: ênfase na utilização de
programas computacionais.......................................................................................
3
1.1.1 – Exercício e Prática (Drill and Practice).......................................
6
1.1.2 – Tutorial (Tutorial System)..........................................................
10
1.1.3 – Simulação (Computer Simulation)..............................................
15
1.1.4 – Resolução de Problemas (Problem Solving Software)
20
1.1.5 – Ferramenta (Tool Software)
25
1.2 – Cambridge Structural Database: alguns aspectos e aplicações no ensino
superior de química..................................................................................................
28
2 – OBJETIVOS GERAIS....................................................................................
40
3 – ASPECTOS METODOLÓGICOS E REFERENCIAL TEÓRICO...........
42
3.1 – Sujeitos......................................................................................................
43
3.2 – Em relação ao processo de aplicação da proposta....................................
43
3.3 – As formas de coleta de dados....................................................................
45
3.4 – Referencial Teórico...................................................................................
46
4 – OS PROGRAMAS CONQUEST E MERCURY..........................................
56
4.1 – Programa ConQuest..................................................................................
56
4.2 – Programa Mercury....................................................................................
66
5 – RESULTADOS E DISCUSSÃO.....................................................................
68
5.1 – Avaliação dos programas ConQuest e Mercury........................................
68
5.1.1 – Avaliação do Programa Classroom ConQuest..............................
70
5.1.1.1 – Análise da Qualidade Técnica do Programa..................
70
5.1.1.2 – Análise Pedagógica do Programa..................................
72
5.1.1.3 – Análise Qualitativa do Programa...................................
80
5.1.2 – Avaliação do Programa Mercury..................................................
82
5.1.2.1 – Análise da Qualidade Técnica do Programa..................
83
5.1.2.2 – Análise Pedagógica do Programa..................................
85
5.1.2.3 – Análise Qualitativa do Programa...................................
93
5.2 – Avaliação da Atividade Proposta..............................................................
95
6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS..........................................................................
99
7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................... 101
ANEXO A...............................................................................................................
109
ANEXO B................................................................................................................ 145
ANEXO C...............................................................................................................
149
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Formato de um programa de Exercício e Prática33.....................................
7
Figura 2. Interfaces dos programas Inorganic Nomenclature e Organic
Nomenclature36,37........................................................................................................
9
Figura 3. Fotografias apresentadas no tutorial pré-laboratório40 que ilustram
procedimentos e materiais necessários para a determinação da condutividade
elétrica de alguns compostos....................................................................................... 13
Figura 4. Interface do menu principal do programa de Simulação Chemland..........
17
Figura 5. Interface do módulo de simulação de configuração eletrônica do
programa Chemland. O símbolo do elemento fósforo tendo sido selecionado........... 18
Figura 6. Interface do módulo de simulação para o equilíbrio de pressão a vapor
do programa Chemland...............................................................................................
19
Figura 7. Visualização da posição do complexo metálico se ligando a uma
proteína através do programa RasMol53...................................................................... 24
Figura 8. Gráfico da titulação de 25 ml de solução 0,1 M de haleto com uma
solução de Ag+ 0,05 M, elaborado no programa Exel67.............................................. 27
Figura 9. Visão esquemática das informações contidas no Cambridge Structural
Database71................................................................................................................... 30
Figura 10. Estatísticas de crescimento do CSD: (a) crescimento de 1970 à 2000;
(b) projeção de crescimento de 2001 à 201071............................................................ 31
i
Figura 11. Esquema geral dos programas que compõem o banco de dados CSD:
(a) programas que necessitam de licença para utilização; (b) programas disponíveis
para download gratuito................................................................................................ 32
Figura 12. Interface do programa ConQuest ao usuário do CSD. No lado esquerdo
da figura está o menu com as caixas de diálogo, a partir das quais são criadas as
perguntas para realização de buscas............................................................................ 57
Figura 13. Interface da janela Author/Journal...........................................................
58
Figura 14. Interface da janela Compound Name.......................................................
58
Figura 15. Interface da janela Elements.....................................................................
59
Figura 16. Interface da janela Formula......................................................................
59
Figura 17. Interface da janela All Text......................................................................
60
Figura 18. Interface da janela Refcode (entry ID).....................................................
60
Figura 19. Interface da janela Draw para procura no CSD. Em: 1- mensagens de
ajuda, 2 - menu principal, 3 - área de desenho, 4 - botões de modo, 5 - auxílio para
desenho com modelos prontos, 6 - área para mudança de elemento químico e tipo
de ligação, 7 - botões que comandam a pesquisa, 8- área reservada para mostrar os
parâmetros que estão sendo calculados pelo programa, como distâncias e/ou
ângulos........................................................................................................................ 61
Figura 20. Interface da tela Combine Queries...........................................................
62
Figura 21. Apresentação do resultado de pesquisa pelo ConQuest...........................
63
Figura 22. Interface da janela View Results com a opção File aberta.......................
64
Figura 23. Interface do arquivo PDF.........................................................................
65
Figura 24. Interface do programa Mercury................................................................
67
ii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Respostas dadas ao Questionário de Avaliação do Programa Classroom
ConQuest. CT = Concordo Totalmente, CP = Concordo Parcialmente, I =
Indeciso, DP = Discordo Parcialmente, DT = Discordo Totalmente......................... 75
Tabela 2. Respostas dadas ao Questionário de Avaliação do Programa Mercury.
CT = Concordo Totalmente, CP = Concordo Parcialmente, I = Indeciso, DP =
Discordo Parcialmente, DT = Discordo Totalmente.................................................. 88
iii
LISTA DE ABREVIATURAS
CSD
Cambridge Structural Database
GAMESS
General Atomic and Molecular Eletronic Structure System
PDB
Protein Data Bank
NDB
Nucleic Acid Database
ICSD
Inorganic Structural Crystal Database
CRYTSMET
Metals Structure Database
PC
Personal Computer
iv
RESUMO
Nas últimas décadas os computadores têm desempenhado importante papel no
ensino. Neste trabalho apresentamos os principais resultados obtidos a partir de uma
atividade que serviu para avaliar dois programas computacionais que integram uma
importante fonte de pesquisas em química, o Banco de Dados Cambridge Structural
Database (CSD): ConQuest, utilizado para realização de buscas no CSD e Mercury,
utilizado para a visualização de estruturas cristalográficas. O Banco de Dados CSD
apresenta informações sobre aproximadamente 300.000 estruturas cristalográficas de
compostos orgânicos e organometálicos. O Classroom ConQuest, que é uma versão do
ConQuest construída para utilização em ambientes de ensino e foi empregada neste
trabalho, possui um banco de dados reduzido com cerca de 11.300 estruturas e pode ser
instalado em tantos computadores quanto sejam necessários ao desenvolvimento de
atividades de ensino. Para tanto, faz-se necessária a existência de uma licença para
utilização do ConQuest original
Os programas foram avaliados quantitativa e qualitativamente por alunos de
graduação matriculados em um curso de química inorgânica, onde tiveram que
solucionar alguns exercícios utilizando a base de dados e os programas ConQuest e
v
Mercury. Os exercícios envolveram a extração e a manipulação de dados disponíveis no
CSD.
Os questionários de avaliação (que diziam respeito à utilidade e a aspectos
educacionais dos programas) foram respondidos pelos alunos e mostraram que os
programas podem auxiliar no entendimento dos conteúdos da disciplina. Além disso,
muitos estudantes consideraram que a atividade os preparou para a utilização de outros
bancos de dados e sugeriram que propostas similares poderiam ser aplicadas em
disciplinas como cristalografia e química orgânica.
vi
ABSTRACT
For a few decades now, computers have played an increasing role in education.
In this work we present the main results from an activity carried out to evaluate two
programs that compose an important source in chemistry, the Cambridge Structural
Database (CSD), ConQuest, for searching CSD, and Mercury, for visualizing crystal
structures. The CSD contains details of approximately 300,000 published organic and
organometallic crystal structures. Classroom ConQuest is a version of ConQuest, which
has been designed for group teaching activities and used in this work, comes with a
reduced database of 11,300 entries. Anyone with at least one normal ConQuest license
can install as many copies of Classroom ConQuest as required.
The programs were quantitatively and qualitatively evaluated by undergraduate
students who took an inorganic chemistry course where they had to solve some
inorganic exercises utilizing the database and the programs ConQuest and Mercury. The
exercises involved extraction and manipulation of data from the CSD.
Evaluation questionnaires (concerning usability and programs as educational
tools) were answered by the students, showing the programs to be a valuable aid for
content comprehension. Furthermore, many students were optimistic that the activity
vii
had prepared them for later use of databases in their chemistry courses, and several said
that similar activities may be used in courses like cristallography and organic chemistry.
viii
INTRODUÇÃO
1 – INTRODUÇÃO
São notáveis as mudanças decorrentes da aliança feita, especialmente nas
últimas cinco décadas, entre a ciência e a tecnologia. A revolução tecnológica vem
modificando muito a vida das pessoas e em países desenvolvidos ou que estão em fase
de desenvolvimento, a tecnologia, de uma forma geral, está relacionada a todos os
setores e à vida cotidiana de seus habitantes.
Antes de definirmos o conceito de tecnologia, frisamos que hoje em dia é
comum a distinção entre baixa e alta tecnologia (ou tecnologia de ponta). Os
desenvolvimentos mais fascinantes, sem dúvida, estão hoje concentrados na área da
chamada alta tecnologia, principalmente nas áreas que envolvem a informática e a
bioengenharia. No entanto, é preferível compreendê-la de forma mais ampla, como
sendo qualquer artefato, método ou técnica criada pelo homem para tornar seu trabalho
mais leve, sua locomoção e sua comunicação mais fáceis, ou simplesmente sua vida
mais satisfatória, agradável e divertida. Neste sentido, a tecnologia não é algo novo, na
verdade, é quase tão velha quanto o próprio homem. Assim, a alavanca, o machado, a
roda, o arado, o anzol, o motor a vapor, a eletricidade, a carroça, a bicicleta, o trem, o
automóvel, o avião, o telégrafo, o telefone, o rádio, a televisão, tudo isso certamente é
Grupo de Pesquisa em Ensino de Química
1
INTRODUÇÃO
tecnologia. Mas, também é tecnologia, a fala, a escrita, a impressão, os vitrais das
catedrais medievais, os instrumentos musicais, os sistemas de notação musical e tantas
outras coisas que o homem inventou para lhe trazer satisfação e prazer1. Reforçando esta
idéia, podemos citar o trabalho de Giordan2, publicado na revista Química Nova Na
Escola, no qual o autor menciona que o desenvolvimento das tecnologias da
comunicação é uma característica da atividade humana desde longa data. Num passado
longínquo, as inscrições em rochas e cavernas, provavelmente anteriores à própria fala,
retratavam cenas do cotidiano nômade dos primeiros grupos hominídeos. O fogo havia
sido dominado há pouco e as atividades extrativas de subsistência eram aprendidas por
meio da simples observação e perpetuadas no imaginário das pessoas e nas
representações incrustadas nas cavernas.
Pensando no desenvolvimento das tecnologias, é inevitável citar a evolução
sofrida pelos computadores nos últimos anos. Esses foram surgindo em forma de
calculadoras, em seguida na forma de vídeo games e depois na forma de computadores
pessoais. Ao longo dos anos, o computador vem se modernizando, e hoje o mais simples
deles é melhor que um supercomputador da década de setenta, por exemplo. Esse avanço
é tão grande que já podemos contar com computadores de mão, transportáveis. Como
apontado por Cavalcante e colaboradores3, esta acelerada evolução dos computadores
nas últimas décadas tem trazido mudanças significativas na postura de profissionais das
diferentes áreas na busca de soluções, tirando partido da imensa capacidade que eles
oferecem.
Seguramente, o principal fator que provocou a disseminação tão acentuada do
uso de computadores na sociedade moderna foi o baixo custo que esses sistemas
2
INTRODUÇÃO
atingiram, aliado a um desenvolvimento tecnológico cada vez mais acelerado4. Se
fóssemos tratar de todas as suas possíveis formas de utilização teríamos que lançar mão
de várias páginas desse texto. Assim, nos limitaremos a destacar aqui aspectos do seu
uso no ambiente educacional, mais especificamente no ensino de química.
Tendo em vista que o objetivo do presente trabalho é a viabilização do emprego
e o desenvolvimento de estudos exploratórios sobre a efetividade de um recurso
computacional pouco explorado (no caso, o Banco de Dados Cambridge Structural
Database - CSD) para o aprimoramento do ensino superior de química, apresenta-se a
seguir uma visão geral do uso da química computacional neste ensino e faz-se referência
a aspectos relevantes do Banco de Dados CSD, no que se refere à sua natureza e
potencialidade de utilização por alunos de graduação em química.
1.1 – Computadores no ensino superior de química: ênfase na
utilização de programas computacionais
A química computacional, uma ciência multidisciplinar que influencia
grandemente o andamento do trabalho científico vem se desenvolvendo a passos largos,
sendo o manuseio de edições recentes de revistas como Journal of the American
Chemical Society ou Inorganic Chemistry um exercício capaz de permitir que se
vislumbre a dimensão do seu impacto sobre o desenvolvimento da pesquisa nas mais
diversas áreas de química. Por outro lado, a sua gradativa incorporação ao currículo de
cursos de graduação em química é também notável em vários países onde cursos e/ou
disciplinas são ministrados via exploração de recursos fornecidos pela química
3
INTRODUÇÃO
computacional5-7. No Brasil, pode-se mencionar a existência de casos similares, porém
pontuais, embora artigos da área de educação, publicados no país, sugerindo o emprego
da química computacional no ensino de química, remontem aos anos oitenta8-11.
Registros sobre o uso de recursos computacionais no ensino superior de
química não são recentes, encontrando-se menções a respeito já na década de sessenta12.
Tais registros vêm crescendo substancialmente nos últimos anos, de tal forma que
algumas revistas reputadas na área de educação em química dedicam seções
exclusivamente ao assunto, como se verifica no Journal of Chemical Education, com a
seção Information • Textbooks • Media • Resources (JCE Webware), e no The Chemical
Educator, com a seção Computers in Chemistry. A partir da análise de artigos
publicados em tais revistas fica patente a utilização desses recursos em várias etapas do
processo educacional, nas diversas áreas da química, visando o aprimoramento de
habilidades importantes para a formação do graduando.
Dentre as etapas do processo educacional em que os recursos computacionais
podem ser utilizados, destaca-se na literatura o uso de computadores durante a
ministração de aulas teóricas13,14. Whitnell e colaboradores13, apontam como principais
vantagens que podem vir a resultar de tal emprego, a representação de conceitos, figuras,
gráficos e esquemas de formas não acessíveis em aulas limitadas apenas à utilização do
quadro-negro e o provável maior interesse dos estudantes no assunto, devido à natureza
estimulante da própria aula. De fato, é inegável o potencial inovador de alguns materiais
didáticos ocasionados pela utilização de som, animação, imagens de moléculas em três
dimensões, etc. Com relação às aulas práticas de química, elas podem também ser
beneficiadas através da utilização de simulações de recursos computacionais que
4
INTRODUÇÃO
venham a permitir, por exemplo, a realização de simulações de experimentos pelos
alunos15,16. Em particular, quando a realização do trabalho prático propriamente dito é
perigoso ou necessita de um tempo considerável para execução, a simulação é
extremamente útil17. De forma semelhante, a utilização de programas de simulação para
estudo de técnicas experimentais avançadas é valiosa, pois evita a necessidade de uso de
equipamentos caros e normalmente inacessíveis ao aluno. Muitos exemplos desse tipo
são mencionados na literatura, podendo-se aqui destacar os trabalhos desenvolvidos por
Masson18 e por Boodts e colaboradores11, com relação às técnicas de raios-X de difração
de pó e voltametria cíclica, respectivamente.
O processo que costuma suceder à aula, que é a etapa de estudos da matéria
ministrada e realização de exercícios, também pode vir a ser aprimorada através do uso
de computadores. Uma enorme gama de informações sobre diversos tópicos da química
encontra-se à disposição dos estudantes via Internet e pode vir a ser explorada19,20.
Estudos dirigidos, também via Internet, conduzidos pelo professor responsável pela
disciplina através da disponibilização de listas de exercícios e de outras informações
relevantes para os alunos são também correntes21. De uma forma mais interativa, vários
casos reportados na literatura apresentam exemplos de elaboração de listas de exercício
que fornecem feedback instantâneo aos alunos, com relação à correção de exercícios
resolvidos22,23.
Até alguns anos atrás se apontava com segurança a fisico-química como sendo,
dentre as disciplinas da química, a maior beneficiária de recursos computacionais no
ensino superior24. No entanto, num levantamento bibliográfico por nós realizado nas
revistas Journal of Chemical Education, The Chemical Educator e Química Nova, no
5
INTRODUÇÃO
intervalo de 1993 a 2003, evidencia-se a disseminação do uso de programas
computacionais também nas áreas de química orgânica22,23,25,26, química analítica27,28,
química inorgânica24 e em disciplinas correlatas como bioquímica29 e a mineralogia30.
Este levantamento bibliográfico nos permitiu ainda verificar o grande número e
diversidade destes programas que se encontram reportados na literatura e são
direcionados principalmente ao ensino superior de química. Com o intuito de apresentar
aos leitores alguns destes programas, assim como discutir algumas de suas propriedades,
os classificamos, à semelhança do que tem sido feito por vários autores31-34, como:
Exercício e Prática (Drill and Practice), Tutoriais (Tutorial), Simulação (Computer
Simulations), Resolução de Problemas (Problem Solving Software) e Ferramenta (Tool
Software).
Faz-se necessário ressaltar que, embora este tipo de classificação acima citado
seja útil para fornecer uma visão geral dos programas computacionais, apresenta
algumas limitações. De fato, alguns deles disponibilizam vários tipos de atividades que
visam o alcance de diferentes objetivos o que dificulta a sua classificação em apenas
uma categoria como, por exemplo, Repetição e Prática ou Tutorial. A seguir são
apresentadas algumas considerações para cada tipo de programa, bem como exemplos
de sua utilização no ensino de química.
1.1.1 – Exercício e Prática (Drill and Practice)
Segundo Miskulin34, programas de Exercício e Prática são aqueles que
solicitam uma resposta do estudante para um determinado exercício, fornecendo um
6
INTRODUÇÃO
retorno imediato sobre o seu acerto ou erro na resolução. O estudante é apresentado a
um novo exercício caso tenha acertado o anterior. Uma série de assuntos escolares são
abordados, através de exercícios moderados, que não são gerados ou repetidos,
aleatoriamente. O assunto principal a ser estudado é analisado e dividido em partes as
quais, por sua vez, são dividas em blocos de conceitos ou habilidades específicas. Ou
seja, cada bloco de conceitos contém exercícios de diferentes níveis de dificuldades que
conduzem às mesmas habilidades específicas. A distribuição dos tópicos a serem
trabalhados, e também exercícios, são gerenciados pelo sistema computacional.
Um típico formato de programa de Exercício e Prática, proposto por Forcier33,
encontra-se ilustrado na Figura 1.
Questão
Resposta
Feedback
Nova
Questão
Pontuação
Resposta
Etc.
Pontuação
Figura 1: Formato de um programa de Exercício e Prática33.
Uma outra definição sobre programas de Exercício e Prática é explicitada por
Viera35, que os apresenta como sendo um modelo de educação de simples transmissãorecepção do conhecimento, no qual o aluno é treinado em um determinado conteúdo ou
habilidade. Normalmente, o computador funciona como se fosse um livro um pouco
mais dinâmico, apresentando um conjunto de exercícios ou questões para o aluno
resolver.
Programas de Exercício e Prática podem ser incluídos entre os mais antigos e
mais utilizados no ensino. Simonson31 esclarece que, até 1984, aproximadamente 75%
7
INTRODUÇÃO
dos programas educacionais produzidos eram uma variante dos mesmos, que tinham
como objetivo reforçar instruções através da repetição e cujo emprego deveria partir do
princípio que o material a ser visto no programa já havia sido ministrado previamente.
Em 1980, começaram a surgir críticas relacionadas ao uso do modelo de
Exercício e Prática. Devido à sua simplicidade acreditava-se que o conteúdo equivalente
poderia ser desenvolvido em sala de aula, sem a utilização do computador. Essas críticas
sugeriam que programas de Exercício e Prática não representavam uma boa utilização
dos computadores, uma vez que todo conteúdo que poderia ser desenvolvido com esses
tipos de programas poderia ser também administrado com os recursos normais. Uma
outra crítica relacionava-se ao fato de que esses programas tendiam a enfatizar o
desenvolvimento de habilidades intelectuais simples como repetição e memorização, ao
invés de fomentar o desenvolvimento de habilidades intelectuais mais complexas34.
Algumas considerações presentes na literatura indicam também vantagens
sobre o uso desse tipo de programa. Uma delas, mencionada por Vieira35 e Simonson31,
diz respeito ao fato de que em um programa bem elaborado de Exercício e Prática, o
aluno recebe um “feedback” imediato, sabendo se acertou ou não o exercício, enquanto
que em exercícios com lápis e papel, o aluno deve realizar várias ações até obter um
“feedback” do professor. Com isso, evita-se a fixação de um conceito incorreto pelo
aluno, que pode também trabalhar no seu próprio ritmo. O professor, por sua vez, não
necessita de muito tempo para corrigir uma grande quantidade de exercícios que o aluno
pode vir a solucionar.
Outra vantagem desses programas reside na função de armazenar dados. Muitos
dos programas de Exercício e Prática possuem funções de armazenamento de
8
INTRODUÇÃO
informações. De posse de tais informações, o professor pode, a qualquer momento, fazer
considerações sobre o desenvolvimento de cada aluno, saber em que nível ele está
operando, o tempo que gastou no programa e os conceitos que foram compreendidos no
decorrer do processo. Uma outra vantagem diz respeito à motivação do aluno decorrente
da visualização dos gráficos e da audição dos sons, recursos contidos em muitos desses
programas34.
Os programas “Organic Nomenclature” e “Inorganic Nomenclature”, cujas
interfaces encontram-se ilustradas na Figura 2, podem ser citados como exemplos de
programa de Exercício e Prática destinados ao ensino superior de química. Ambos foram
apresentados na seção JCE Software, da revista Journal of Chemical Education,
propostos por Shaw e Yindra36,37.
Figura 2: Interfaces dos programas Inorganic Nomenclature e Organic Nomenclature36,37.
Os dois programas solicitam respostas a questões de múltipla escolha. No caso
do programa “Organic Nomenclature” é dado o nome do composto e ao aluno cabe fazer
a associação correta com a sua fórmula e vice-versa. Selecionando uma resposta
9
INTRODUÇÃO
incorreta é gerada uma mensagem que explica porque a escolha não é apropriada, se a
resposta escolhida está correta, uma mensagem de parabéns é gerada.
Para o programa “Inorganic Nomenclature”, podemos citar o seguinte exemplo
de exercício: o aluno escolhe um nome em uma lista de sessenta nomes de compostos
inorgânicos. Caso ele venha a clicar no primeiro nome da lista, clorato de ferro (III), é
gerada uma questão que pede a fórmula para este composto. Em seguida são geradas
cinco opções de resposta para a questão, do item A ao E. Para selecionar a resposta basta
clicar na opção escolhida. Uma resposta incorreta vai gerar uma possível razão porque a
escolha está equivocada. Para clorato de ferro (III), se o estudante opta por “FeCl3”
como a resposta, receberá a seguinte mensagem: “Este composto não contém um ânion
monoatômico”. O estudante pode então usar essa informação para fazer outra escolha.
Caso a resposta escolhida seja correta, uma mensagem de parabéns é gerada. Vale ainda
ressaltar que em qualquer momento o estudante pode acessar a opção de ajuda,
disponível no programa, que inclui uma tabela periódica, uma lista de íons poliatômicos
e regras de nomenclatura.
1.1.2 – Tutorial (Tutorial System)
Tutoriais são programas, como o nome indica, idealizados de tal forma que
possam atuar como tutores ou professores para o usuário34. De acordo com Roblyer32,
um programa Tutorial usa o computador para transmitir um conjunto de seqüências
instrucionais similares a ministração de tópicos pelo professor em sala de aula. Espera-se
que este tipo de programa seja auto-instrutivo e que o estudante seja capaz de aprender
10
INTRODUÇÃO
os tópicos sem qualquer ajuda de outros agentes ou de materiais além dos apresentados
no programa Tutorial.
Como apontado tanto por Roblyer32 quanto por Forcier33, os tutoriais podem ser
categorizados como lineares ou ramificados. Um tutorial linear apresenta a mesma
seqüência de explanação, prática, e resposta a todos estudantes, independente das
diferenças nas suas performances. Em contrapartida, um tutorial ramificado direciona o
estudante a caminhos dependendo da resposta por ele apresentada para as questões.
Instruções tutoriais muitas vezes seguem o modelo linear principalmente devido
a dificuldade, consumo de tempo e custo elevado embutido na elaboração e
disponibilização dos programas ramificados33.
Aspectos importantes que devem ser considerados para uma satisfatória
utilização de tutoriais são mencionados por vários autores. Simonson31 explicita que um
programa bem elaborado de Tutorial deve fornecer ao usuário oportunidades de interagir
com o ambiente. Essa interação não se restringe somente em dar respostas a uma série
de múltipla escolha ou preencher questões. Mais do que isso, os usuários devem ter
oportunidade de conceber novas idéias, fazer questionamentos e testar hipóteses. Dessa
maneira, os estudantes tornam-se cada vez mais ativos no processo de ensinoaprendizagem. Segundo Roblyer32 um bom programa Tutorial deve seguir algumas
premissas, que corroboram as idéias de Simonson31: ampla interatividade - bons
tutoriais, assim como bons professores, devem exigir dos estudantes respostas freqüentes
e cuidadosas para questões e problemas, e devem fornecer práticas e respostas
apropriadas para guiar a aprendizagem; controle total do usuário - o estudante deve ser
capaz de controlar a velocidade com que o texto aparece na tela, o programa deve
11
INTRODUÇÃO
oferecer ao estudante a flexibilidade de rever explicações, exemplos, ou seqüências de
instruções e a facilidade de explorar as várias opções de trabalho nele contidas;
seqüência de ensino apropriada e de fácil compreensão - o programa deve fornecer
explanações adequadas e exemplos capazes de promover o entendimento dos conceitos
que deseja ensinar; adequado julgamento e capacidade de respostas consistentes sempre que possível, o programa deve permitir ao estudante responder na linguagem que
lhe é própria, aceitar todas as possíveis variações de respostas corretas e deve também
dar respostas de caráter corretivo a questões solucionadas de forma errônea.
Como exemplo desse tipo de programa podemos citar o trabalho reportado por
Robinson38, no qual se descreve um programa Tutorial sobre a química do estado sólido.
O programa é composto de duas partes. A primeira parte, intitulada “Structures of
Metals”, introduz quatro tipos básicos de geometria estrutural e a segunda, intitulada
“Unit Cells of Metals”, discute como usar uma cela unitária para descrever uma
estrutura em duas dimensões, em seguida estende o conceito para os metais usando
quatro celas unitárias básicas: cúbica simples, cúbica de corpo centrado, cúbica de face
centrada, e celas hexagonais. As relações entre o raio do átomo de metais nas estruturas
cúbicas e as dimensões da cela são averiguadas. Pseudo-animações são particularmente
efetivas na ilustração de frações de átomos existentes nas várias celas.
Alguns programas tutoriais são disponibilizados na Internet, conforme relatam
Pienta39 e Koehler e Orvis40. Pienta39 destaca tutoriais sobre cálculos matemáticos e
Koehler e Orvis40 descrevem um tutorial pré-laboratório direcionado a um curso
experimental de química geral. Este último foi implantado visando dois objetivos
básicos: tornar familiar aos estudantes a instrumentação usada em modernos laboratórios
12
INTRODUÇÃO
de ciências, melhor treinando-os em habilidades requeridas hoje no mercado de trabalho,
e evidenciar as aplicações reais das habilidades aprendidas nos cursos de laboratório. O
Tutorial apresenta recursos visuais interativos, objetivando a familiarização dos
estudantes com conceitos, procedimentos e habilidades técnicas associadas com os
experimentos executados no laboratório. Assim, fotografias como as mostradas na
Figura 3, com prompts interativos encontram-se contidas no tutorial.
Figura 3: Fotografias apresentadas no tutorial pré-laboratório40 que ilustram procedimentos
e materiais necessários para a determinação da condutividade elétrica de alguns compostos.
Vale ressaltar que no final de cada tutorial pré-laboratório alguns problemas são
solucionados pelos estudantes antes de darem início aos trabalhos que serão realizados
no laboratório propriamente dito. Os problemas incluem amostras de dados para que os
alunos pratiquem os cálculos envolvidos no procedimento, questões sobre conceitos
importantes, procedimentos experimentais, e segurança no laboratório. Além disso, pela
facilidade de incluir imagens na Internet, alguns desses problemas são ilustrados com
fotografias e possíveis resultados experimentais, os quais devem ser interpretados pelos
alunos. Algumas vantagens apresentadas pelos autores, como conseqüência da utilização
do tutorial pré-laboratório são: existe mais tempo disponível no laboratório que pode ser
13
INTRODUÇÃO
dedicado à análise de dados adicionais e de estudos mais aprofundados; o tutorial de prélaboratório substituiu prolongadas aulas que ocorriam antes do laboratório; os estudantes
vêm para o laboratório mais confiantes e prontos para iniciar o trabalho.
Outro exemplo deste tipo de programa foi reportado por Yokaichiya e
colaboradores29 e desenvolvido para ser utilizado em disciplinas de bioquímica. O
programa, denominado de Radicais Livres de Oxigênio, é constituído de quatro seções:
Fontes de produção - descreve as fontes de produção de radicais livres mais conhecidas
e enfatiza o papel da cadeia de transporte de elétrons na formação dos radicais livres de
oxigênio; O que são e como formam - demonstra a estrutura química dos radicais livres e
ilustra a formação dos diferentes radicais livres de oxigênio na cadeia de transporte de
elétrons; Como agem e o que causam - descreve os mecanismos de ação e os efeitos
provocados; Mecanismos de proteção - apresenta os mecanismos enzimáticos
(glutationa peroxidase, superóxido dismutase e catalase) e não-enzimáticos (vitaminas C
e E e glutationa) de proteção. Conforme ressaltam Yokaichiya e colaboradores29 os
conteúdos de todas as seções são simplificados a partir de textos consagrados e
acessíveis à consulta. Ademais, questões de múltipla escolha, que permitem o
acompanhamento do aprendizado estão inseridas em etapas críticas, o acerto nas
respostas não é limitante para o prosseguimento no programa, pois as questões são
respondidas em telas seguintes.
14
INTRODUÇÃO
1.1.3 – Simulação (Computer Simulation)
Simulação consiste em uma operação sobre uma representação ou um modelo
de um evento, de um fenômeno, ou de um objeto34. De acordo com Ribeiro e Greca41
através da utilização deste tipo de programa, os alunos podem descrever relações entre
conceitos, aplicar os modelos construídos e comparar os resultados obtidos com o
conhecimento que é aceito pela comunidade científica ou com experimentos
laboratoriais. Este procedimento de confrontação permite ao educando perceber seus
enganos, fazer uma reflexão crítica sobre o modelo criado e operacionalizar as mudanças
necessárias, fazendo a transposição dos seus conceitos intuitivos para concepções mais
sistematizadas. Também nessa mesma perspectiva, Simonson31 declara que a principal
vantagem de usar simulação consiste no fato de que os estudantes podem manipular
vários aspectos do modelo. Os estudantes tornam-se parte ativa do ambiente educacional
e interagem com os resultados nas decisões que eles tomam nesses ambientes.
Os programas de Simulação são incluídos entre os mais poderosos recursos
computacionais disponíveis para o ensino. No entanto, conforme alerta Roblyer32,
algumas simulações são também entendidas como caminhos complicados para ensinar
conceitos simples, que podem ser facilmente demonstrados no papel, com manipulações
ou com objetos reais. Entre os benefícios que podem ser alcançados a partir do seu uso
estão: comprimir o tempo - uma simulação pode mostrar em segundos ações e
fenômenos que levariam dias para serem observados pelo estudante; desacelerar o
processo - uma simulação pode apresentar processos normalmente invisíveis ao homem
pela sua rapidez; tornar os estudantes motivados - a simulação pode envolver os
15
INTRODUÇÃO
estudantes uma vez que oferece resultados imediatos a partir das suas escolhas,
permitindo o usuário interagir com o programa; tornar experimentações seguras - a
simulação oferece segurança quando a aprendizagem envolve algum perigo como, por
exemplo, manipulação de substâncias tóxicas; tornar possível o impossível - este é um
dos mais poderosos benefícios, pois muitas vezes o professor não pode tornar possível
situações que a simulação permite observar, como por exemplo, através da simulação os
alunos podem observar processos de mutação celular ou ainda aprender como reagir em
situações de emergência em usinas nucleares; economizar recursos financeiros - aqui
podemos citar como exemplo a simulação de técnicas de análise muitas vezes
indisponíveis aos alunos de graduação em química devido ao custo; repetir eventos com
variações - através da simulação pode-se repetir um experimento mudando condições
para depois compará-las; substituir ou servir de apoio a experimentos de laboratório quando não se tem disponíveis materiais de laboratório adequados, ou quando não se
tem quantidades suficientes de reagentes, por exemplo, os professores podem recorrer às
simulações para remediar ou amenizar a falta de atividades práticas.
Como exemplo do emprego deste tipo de programa no ensino de química,
podemos destacar o trabalho de Yarger e colaboradores42, que trata da utilização do
programa GAMESS43 (General Atomic and Molecular Eletronic Structure System) com
o intuito de oferecer aos estudantes, através da simulação de vibrações moleculares, um
melhor entendimento da espectroscopia vibracional. Outro exemplo é o trabalho de
Toby44, que trata da utilização do programa ACUCHEM/ACUPLOT, que permite a
simulação de reações de oscilação, relevantes para o estudo de cinética química. O
16
INTRODUÇÃO
método por ele apresentado permite aos graduandos a simulação de aspectos básicos de
reações deste tipo.
O programa de Simulação Chemland, descrito no trabalho de Fermann e
colaboradores45, consiste de 64 módulos interativos, escritos em Visual Basic, nos quais
os principais tópicos abordados são: “Tools and Reference” (ferramentas e referências);
“Basic Tasks” (lições básicas); “Atomic Structure” (estrutura atômica); “Molecular
Structure and Bonding” (ligação e estrutura molecular); “Equilibria” (equilíbrio);
“Properties of Matter” (propriedades da matéria); “Reactivity” (reatividade);
“Thermodinamics” (termodinâmica); “Organics” (orgânica). Todos estão apresentados
na tela inicial do programa Chemland. A Figura 4 mostra o menu principal do programa,
com as nove categorias mencionadas anteriormente, nas quais os módulos estão
embutidos. Instruções resumidas para cada módulo são também disponibilizadas ao
usuário bem como o acesso a uma tabela periódica interativa e a um calculador de massa
molecular.
Figura 4: Interface do menu principal do programa de Simulação Chemland.
17
INTRODUÇÃO
Exemplos de possíveis formas de utilização do programa são ilustrados nas
Figuras 5 e 6. Na Figura 5 encontra-se a tela que permite a utilização do módulo de
simulação de configuração eletrônica e na Figura 6 a tela que permite a utilização do
módulo de simulação para o equilíbrio de pressão de vapor.
Figura 5: Interface do módulo de simulação de configuração eletrônica
do programa Chemland. O símbolo do elemento fósforo tendo sido selecionado.
A utilização do módulo de simulação de configuração eletrônica inicia-se a
partir da seleção de um elemento da tabela periódica, mostrada na parte inferior da tela.
A configuração eletrônica do átomo selecionado é apresentada pictorialmente no
diagrama qualitativo de níveis de energia e em notação espectroscópica. Os autores
sugerem que o professor pode usar este módulo para apresentar o princípio de antisimetria de Pauli e a regra de Hund e verificá-los através do estudo da exploração de
elementos na tabela periódica.
Um segundo exemplo, é o módulo de simulação para o equilíbrio de pressão de
vapor mostrada na Figura 6.
18
INTRODUÇÃO
Figura 6: Interface do módulo de simulação para o
equilíbrio de pressão a vapor do programa Chemland.
O módulo simula uma série de medidas de pressão de vapor. A medida de
pressão de vapor é um experimento que pode ser desenvolvido no laboratório com o
equipamento e tempo adequado. A simulação permite a seleção de dois líquidos para a
investigação (que podem ser escolhidos de uma lista de cinco) e a variação da
temperatura. Os estudantes podem usar a Simulação para consolidar conhecimentos
sobre ponto de ebulição, a relação entre temperatura e pressão de vapor e efeitos de
estruturas moleculares nestas propriedades.
Exemplos de programas de Simulação de técnicas experimentais foram
publicados na revista Química Nova por Boodts e colaboradores11 e por Müller e
Batres46. No caso de Boodts e colaboradores11 as técnicas estudadas foram a voltametria
e a polarografia, no trabalho de Müller e Batres46, a difração de raios X. A importância
19
INTRODUÇÃO
da inserção desse tipo de Simulação no ensino superior é destacada por Boodts e
colaboradores11, que relatam que para se almejar um bom nível de ensino, deve existir
um balanço apropriado entre a teoria e a prática. Este balanço esbarra, na maioria das
universidades brasileiras, na insuficiência ou mesmo inexistência dos equipamentos
necessários à viabilização de aulas práticas avançadas. Por sua vez Müller e Batres46
acreditam que a vantagem na utilização da simulação de técnicas no ensino é a
possibilidade de experimentação individual, tal como se existisse um aparelho dedicado
exclusivamente para cada estudante.
Cabe ainda ressaltar que na revista Química Nova encontra-se um trabalho
relevante sobre o assunto aqui tratado, reportado por Ribeiro e Greca41, que apresenta
uma revisão da literatura publicada concernente ao uso de simulações computacionais e
ferramentas de modelagem no ensino de química.
1.1.4 – Resolução de Problemas (Problem Solving Softwares)
Os programas de Resolução de Problemas, tais como os de Simulação, utilizam
o computador para desenvolver no usuário estratégias mentais complexas de resolução
de problemas. Nesses ambientes, os estudantes são colocados em situações nas quais
eles podem manipular variáveis e obter o retorno dessa interação. Usualmente, os
programas de Resolução de Problemas envolvem uma variedade de situações-problema
a serem desenvolvidas e incluem experiências relacionadas com discriminação visual e
espacial. Em geral, o uso de programas desse tipo ajuda a desenvolver habilidades nos
estudantes de analisar o processo de resolução de problemas; dividir o problema em
20
INTRODUÇÃO
pequenas partes; identificar informações necessárias e desnecessárias, e ainda procurar
uma seqüência lógica; alcançar a resposta e expressar essa resposta no computador34.
Tanto Roblyer32 quanto Maddux e colaboradores47 reconhecem que existem dois tipos
de programas que podem ser classificados nessa categoria. O primeiro é projetado como
um instrumento de resolução de problemas, da mesma forma que uma calculadora é um
instrumento para resolver problemas de Cálculo. Como exposto por Roblyer32 este é
direcionado a aprendizagem de conceitos específicos, necessários para resolver
problemas em um domínio particular. O outro tipo de programa é baseado na suposição
de que existem habilidades, de resolução de problemas universais ou genéricos, que
podem ser aprendidas em um domínio e então transferidas para outro. Roblyer32 os
define como sendo programas voltados ao desenvolvimento de habilidades gerais, tais
como: recordação de fatos, divisão de um problema numa seqüência de passos ou
previsão de resultados.
Podemos citar como exemplos de programas que podem ser utilizados como
ferramenta para resolução de problemas no ensino de química aqueles mencionados nos
trabalhos de Bocarsly e David48, Riley e colaboradores49 e Hovick50. No trabalho
reportado por Bocarsly e David48 os alunos comparam os resultados obtidos a partir de
um experimento clássico em laboratórios de graduação da área de fisico-química,
elucidação da espectroscopia de corantes conjugados usando o modelo da partícula na
caixa, para elétrons (onde a “caixa” na qual os elétrons estão confinados é definida pela
extensão da conjugação), com resultados computacionais obtidos usando cálculos de
mecânica molecular e método de Hückel estendido, que possibilitam o exame dos
sistemas conjugados em um nível mais sofisticado. Neste caso o programa HyperChem
21
INTRODUÇÃO
4.551 foi usado para os cálculos de
Hückel estendido e os corantes utilizados no
experimento foram: iodeto de 1,1’-dietil-2,2’-cianina; iodeto de 1,1’-dietil-2,2’carbocianina; iodeto de 1,1’-dietil-2,2’-dicarbocianina. O objetivo principal do exercício
era sensibilizar os graduandos de química sobre a necessidade de um exame crítico de
dados e de modelos teóricos a partir da perspectiva de outros dados ou de outros
modelos. Esperava-se neste caso, que os estudantes compreendessem o poder de
abordagens independentes para um dado problema como ferramenta para o avanço do
conhecimento científico.
Riley e colaboradores49 apresentam um programa computacional escrito em
Visual Basic que permite o cálculo da porcentagem total de deuteração na reação de
troca, de cetonas alifáticas, via um mecanismo de enolização catalisada por ácido.
Hovick52 relata uma experiência na qual estudantes de graduação solucionaram dois
exercícios fazendo uso do programa PC Spartan52. O primeiro deles exigia a construção
de um produto de uma condensação aldólica: 1,5-difenil-1,4-pentadieno-3-ona. A
escolha do isômero desta molécula a ser desenhado (cis-cis, cis-trans e trans-trans)
ficava a critério do estudante que, em seguida, fazia medidas de várias distâncias e
ângulos de ligação na molécula, necessários para a resolução de problemas a ele
apresentados. O segundo exercício tratava de sólidos cristalinos e encontrava-se dividido
em três seções: redes de Bravais e celas unitárias, utilização de estruturas cristalinas de
metais para calcular propriedades físicas e sítios intersticiais. Para resolução dos
problemas apresentados fazia-se necessário a construção de celas unitárias cúbicas e a
manipulação de várias representações do cristal apresentado em três dimensões.
22
INTRODUÇÃO
Propriedades físicas de algumas estruturas cristalinas foram também calculadas, como
volume de cela unitária e densidade.
Programas de visualização de estruturas são também largamente utilizados no
ensino superior de química permitindo a resolução de vários tipos de problemas; por esta
razão encontram-se aqui classificados como programas de Resolução de Problemas. O
trabalho de Elgren53 faz menção a este tipo de programa, no qual o autor elabora
exercícios que favorecem a discussão de questões que conduzem à revisão de princípios
apresentados nas disciplinas introdutórias dos cursos de graduação em química
(potenciais de redução, ácidos e bases de Lewis, pontes de hidrogênio, etc.) e que são
apresentados no contexto da bioquímica. A série de exercícios apresentada permite que
os estudantes explorem fatores estruturais que influenciam aspectos determinantes para
funções das proteínas. Informações sobre as estruturas das proteínas foram adquiridas a
partir do banco de dados Protein Data Bank54 e o programa de visualização molecular
utilizado foi o RasMol55, que pode ser acessado gratuitamente. A Figura 7 ilustra a
representação de uma das proteínas estudadas no exercício usado como exemplo no
referido artigo.
23
INTRODUÇÃO
Figura 7: Visualização da posição do complexo metálico se ligando a uma proteína através do
programa RasMol53.
Johnston e Archer56, assim como Elgren53, fazem uso de um programa de
visualização molecular (MAGE57) para discutir conceitos relacionados às propriedades
dos sólidos, como celas unitárias, empacotamento denso e estruturas de sólidos iônicos.
Os exercícios elaborados por eles, com base na utilização do programa MAGE57, são
propostos em química geral e em cursos de química inorgânica.
Também
são
encontrados
exemplos
de
aplicações
de
programas
computacionais para a resolução de problemas em trabalhos reportados na revista
Química Nova58,59. Galembeck e Caramori58 sugerem uma atividade prática, realizada
com auxílio da química computacional, na qual são analisados índices de reatividade da
4-(dimetilamino)piridina baseado na Teoria de Orbitais Moleculares de Fronteira e na
Teoria Funcional de Densidade.
A construção da referida molécula no programa
Molden60, a visualização dos orbitais moleculares nos programas Molden60 ou Molekel61
24
INTRODUÇÃO
e a realização dos demais passos propostos no experimento permitem a resolução de
problemas relacionados à prática.
A introdução à modelagem molecular de fármacos em um curso experimental
de química farmacêutica foi relatada por Carvalho e colaboradores59. Atividades práticas
direcionadas ao estudo da geometria e das propriedades dos fármacos, no sentido de
explorar as bases químicas e moleculares envolvidas na interação fármaco-receptor,
foram realizadas pelos estudantes empregando técnicas computacionais. Os problemas
propostos nestas atividades eram pautados na utilização dos programas Chemdraw62,
Chem3D63, Molecular Modeling Pro64 e ChemSite65 e visavam, entre outros objetivos,
proporcionar aos estudantes a visualização tridimensional, a realização de análise
conformacional de fármacos e a observação dos aspectos estereoquímicos dos mesmos e
sua relação com a atividade biológica.
1.1.5 – Ferramenta (Tool Software)
São considerados programas de Ferramenta aqueles que, como o nome sugere,
são utilizados como ferramenta para enriquecer o processo de ensino-aprendizagem. São
exemplos desse tipo de programa: processadores de texto, banco de dados, planilha de
cálculo, hipermídia, programas gráficos e pacotes de análise estatística. Esses programas
são referidos como ferramentas porque assim como o lápis, o papel e outros recursos
utilizados nas escolas, eles ajudam os estudantes e os professores a cumprirem suas
tarefas, cujos conteúdos não são especificados. Podem ser utilizados em sala de aula em
diferentes áreas do conhecimento34.
25
INTRODUÇÃO
Um tipo de ferramenta computacional muito utilizada no ensino superior de
química é a planilha de cálculo, ou como encontramos na literatura Spreadsheet.
Miskulin34 as define como sendo sistemas computadorizados que arquivam ou guardam
números. Elas foram originalmente projetadas para substituir sistemas de contabilidade
manual. Essencialmente, planilha de cálculo é uma grade (ou tabela, ou matriz) de
células vazias, com colunas identificadas por letras, e linhas identificadas por números.
Cada célula pode conter valores, fórmulas ou funções, e os valores devem ser numéricos
(números) ou textuais (palavras). O usuário move em torno da matriz, identificando o
número da célula para onde deseja ir, ou buscando a célula que contém uma espécie
particular de informação. Uma palavra, um valor numérico, uma fórmula, ou uma
função pode ser inserida em cada célula.
Como recursos, a planilha de cálculo possui três funções básicas: guardar,
calcular e apresentar informações. As informações (numéricas) podem ser guardadas em
um lugar específico (célula), a partir da qual essa informação pode ser acessada ou
recuperada. Spreadsheets suportam funções de cálculo, nas quais os conteúdos de
qualquer combinação de células podem ser matematicamente relacionados de acordo
com a vontade do usuário. Apresentam ainda informações em uma variedade de
maneiras, mostrando seu conteúdo em uma grade ou matriz bidimensional. Possibilitam
também ao usuário apresentar suas informações ou dados numéricos através de
gráficos34.
Como exemplo de aplicação desse tipo de programa no ensino superior de
química podemos citar os trabalhos de Carmona e colaboradores66 e Bonicamp e
colaboradores67. Ambos relatam uma experiência por eles conduzida em disciplina de
26
INTRODUÇÃO
química analítica quantitativa com o objetivo de avaliar a eficácia da utilização de
planilhas na promoção do entendimento de conceitos de química. Para tanto, exercícios
extraídos do livro Quantitative Chemical Analysis68 foram aplicados aos estudantes e
por eles solucionados fazendo uso do programa MS-Excel69 (A Figura 8 mostra a
representação gráfica de um dos exercícios proposto aos estudantes). A partir de um
estudo comparativo entre a performance de duas classes de estudantes, sendo que em
uma delas a realização de exercícios fazendo uso de planilhas era obrigatória e na outra
não o era, fez-se possível concluir pela existência de uma maior motivação e de uma
maior compreensão dos problemas apresentados e dos conceitos neles envolvidos pelos
alunos da classe na qual existia a obrigatoriedade do uso da planilha67.
Figura 8: Gráfico da titulação de 25 ml de solução 0,1 M de haleto com uma solução de Ag+
0,05 M, elaborado no programa Exel67.
Convictos da necessidade de apresentar aos graduandos em química e em
engenharia química fundamentos de troca iônica, uma vez que estes são pilares para o
27
INTRODUÇÃO
entendimento do funcionamento de colunas de troca iônica, empregadas em vários
processos industriais, Carmona e colaboradores66 sugeriram uma experiência de
laboratório, pautada no uso do programa MS-Excel69. A realização do experimento
proposto oferece ao aluno a possibilidade de alimentar uma planilha Excel com
informações sobre diferentes tipos de trocadores iônicos e comparar os resultados por
ele obtido com dados experimentais apresentados na literatura. Os autores concluíram
que a prática, embora laboriosa, favoreceu uma análise crítica de dados essenciais que os
alunos necessitam conhecer para a elaboração de uma unidade operacional industrial
típica da área de engenharia química e facilitou o entendimento sobre as diferenças
existentes entre diversas fases sólidas (como resinas ou zeólitas).
1.2 – Cambridge Structural Database: alguns aspectos e
aplicações no ensino superior de química
Investigar a estrutura dos compostos é uma tarefa que vem sendo realizada por
pesquisadores há anos. Para o cumprimento desta empreitada o auxílio de várias
técnicas, entre elas a cristalografia de raios X, adequada para o estudo de estruturas
moleculares a resolução atômica, é de grande valia. Com o desenvolvimento dos
métodos teóricos cristalográficos, da instrumentação e da tecnologia computacional,
houve um significativo aumento do número de estruturas estudadas por difração de raios
X, comparado aos resultados que eram obtidos há vinte anos atrás, por exemplo. O
estudo de uma estrutura cristalina por raios X, que consumia algumas semanas, hoje é
feito em poucos dias e a coleta dos dados necessários limita-se a algumas horas. A
28
INTRODUÇÃO
criação dos primeiros bancos de dados cristalográficos eletrônicos, na década de
sessenta70-72, veio a proporcionar o armazenamento, de forma ordenada, deste grande
número de informações e, seguramente, favorecer o andamento de diversas pesquisas
vinculadas à determinação estrutural de compostos. Atualmente, estruturas cristalinas de
compostos de diferente natureza encontram-se depositadas em distintos bancos de dados.
No Protein Data Bank (PDB)73, por exemplo, estão depositados dados estruturais de
macromoléculas biológicas, e no Nucleic Acid Database (NDB)74, de ácidos nucléicos.
Dados similares de compostos inorgânicos encontram-se depositados no Inorganic
Structural Crystal Database (ICSD)75, e de compostos metálicos, incluindo ligas,
intermetálicos e minerais, no Metals Structure Database (CRYTSMET)76. Para a
realização do nosso trabalho fizemos uso de informações disponíveis no Cambridge
Structural Database (CSD)71,72, que armazena os resultados da análise por difração de
raios X e nêutrons de pequenas moléculas orgânicas e de complexos organometálicos
contendo até 1000 átomos e que apresentam carbono nas suas estruturas.
O CSD é fruto do trabalho iniciado na Universidade de Cambridge por Olga
Kennard e colaboradores. A partir de 1965, o grupo por ela liderado passou a compilar
dados estruturais publicados de moléculas pequenas investigadas por raios X e difração
de nêutrons. Com o rápido desenvolvimento verificado na área de computação, estes
dados coletados foram codificados em forma eletrônica e tornaram-se conhecidos como
CSD. Cada estrutura depositada neste banco de dados recebe um código de referência
com seis letras, que identificam o composto químico, e mais dois dígitos suplementares,
que identificam determinações adicionais da mesma estrutura, por exemplo: estudos
realizados por outros cientistas, estudos realizados sob diferentes condições
29
INTRODUÇÃO
experimentais, etc. As informações contidas no CSD para cada estrutura cristalográfica
depositada dizem respeito a: informação bibliográfica; informações químicas
apresentadas textualmente e com a estrutura representada no plano; estrutura
tridimensional, com todos os seus parâmetros geométricos; estrutura cristalina em três
dimensões,
com
todas
as
informações
cristalográficas,
inclusive
condições
experimentais de coleta de dados para sua resolução71. Uma visão esquemática destas
informações encontra-se na Figura 9.
Informação Bibliográfica
Estrutura Química Plana
Estrutura Molecular 3D
Estrutura Cristalina 3D
Figura 9: Visão esquemática das informações contidas no Cambridge Structural Database71.
Mais de 300.000 estruturas encontram-se depositadas no CSD, sendo que 50%
delas foram depositadas a partir de 1990. A Figura 10 (a) ilustra a evolução do número
30
INTRODUÇÃO
de estruturas depositadas no banco de 1970 a 2000 e a Figura 10 (b) é uma projeção
estatística estimada do crescimento do número de estruturas catalogadas no banco de
2001 a 2010. As atualizações realizadas no banco de dados são da ordem de 600 novas
estruturas por mês, as quais aparecem publicadas em mais de 800 revistas internacionais.
Figura 10: Estatísticas de crescimento do CSD: (a) crescimento de 1970 à 2000; (b) projeção
de crescimento de 2001 à 201071.
O CSD é formado por um grupo de programas que são responsáveis pela busca
das informações nele presentes, pelo modo gráfico da apresentação da pesquisa, pela
31
INTRODUÇÃO
análise estatística dos valores que podem ser extraídos das estruturas cristalinas (valores
da geometria molecular tais como comprimentos ou ângulos de ligação e ângulos de
torção), e também em gerar arquivos de saída que poderão ser utilizados em outros
programas disponíveis no mercado, como saídas de arquivos em formato PDF ou
arquivos de entrada para programas de refinamento e resolução de estruturas, tais como
o SHELXL-97. A Figura 11 mostra quais são esses programas.
ConQuest
Dash
PreQuest
Vista
SuperStar
IsoStar
Relibase +
Mogul
Gold
Mercury
CSD Symmetry
enCIFer
RPluto
Figura 11: Esquema geral dos programas que compõem o banco de dados CSD: (a) programas
que necessitam de licença para utilização; (b) programas disponíveis para download gratuito.
32
INTRODUÇÃO
São treze os programas que formam o CSD e com eles é possível realizar um
estudo completo da estrutura molecular de um complexo. Um resumo da funcionalidade
de cada um deles é apresentado a seguir:
•
ConQuest: sistema de busca por estruturas na CSD.
•
PreQuest: permite ao usuário criar sua própria base de dados, como por
exemplo, estruturas próprias ainda não publicadas;
•
Vista: responsável pela análise estatística dos dados geométricos das
moléculas;
•
IsoStar: base de dados que trata somente de interações intermoleculares;
•
Mogul: base de dados de geometria molecular;
•
Gold: programa para o estudo do “docking” entre proteína e os seus
ligantes. Dada uma proteína ele procura entre as 300000 estruturas da base a que melhor
encaixa no seu sítio ativo;
•
Relibase +: para a procura de complexos proteína-ligante;
•
SuperStar: estuda a interação entre a proteína e seu ligante;
•
Dash: processa as informações de uma coleta de dados, permitindo ao
usuário determinar a forma da estrutura molecular do composto medido;
•
Mercury:
permite
a
visualização
das
estruturas
moleculares,
proporcionando o estudo das ligações químicas e das interações intermoleculares de
estruturas em particular;
•
CSD Symmetry: base de dados que contém dados de propriedades
simétricas e cristalográficas.
•
Pluto: responsável em gerar o “display” gráfico de estruturas cristalinas;
33
INTRODUÇÃO
•
enCIFer: permite a submissão de dados ao CSD em formato CIF.
Neste trabalho fizemos uso apenas dos programas ConQuest e Mercury,
executáveis em Windows e/ou em vários tipos de Unix, incluindo o Linux77.
O programa ConQuest é responsável pela procura e obtenção das informações
contidas na base de dados CSD. Essas pesquisas podem ser feitas através de informações
gerais (numéricas/ texto), como por exemplo: nome do composto, fórmula química do
composto, elementos químicos que constituem o composto, referências bibliográficas
que mencionam o composto, grupo espacial do composto, desenho de um fragmento
molecular presente na estrutura do composto, etc. Antes da implementação do ConQuest
as buscas no CSD eram realizadas através da utilização de um outro programa,
denominado de QUEST78.
O programa Mercury possibilita a visualização da estrutura cristalina em três
dimensões, com grande variedade de cores e estilos. A posição dos átomos de uma dada
estrutura dentro da célula unitária pode ser visualizada, assim como é possível constatar
a existência de ligações do tipo pontes de hidrogênio, além de outros tipos de interações
intermoleculares tanto fortes quanto fracas nas moléculas, por exemplo. Antes da
implementação do Mercury a visualização das moléculas no CSD era realizada através
da utilização de um outro programa, denominado de PLUTO79.
A utilização do CSD na pesquisa científica é amplamente reconhecida81,82 e
acreditamos que não nos cabe discutir aqui a sua relevância. Em contrapartida, cabe
frisar a sua potencialidade como possível ferramenta facilitadora do processo de ensinoaprendizagem no ensino de química e de disciplinas correlatas.
Com este intuito,
34
INTRODUÇÃO
fazemos a seguir um breve relato sobre os três trabalhos reportados na literatura, por nós
localizados considerando o intervalo de tempo e as revistas mencionadas no início deste
capítulo, nos quais o CSD é empregado visando o ensino de química e também
discutimos alguns aspectos sobre a viabilidade do seu emprego, especialmente em
instituições de ensino superior brasileiras.
Os artigos que se referem à utilização do CSD no ensino de química foram
reportados na revista Journal of Chemical Education, no período entre 1996 e 2004.
Dois deles dizem respeito à disciplina de química inorgânica e o outro, publicado mais
recentemente, à disciplina de bioquímica.
Lipkowitz e colaboradores24, em artigo intitulado Computational Chemistry for
the Inorganic Curriculum, atentam para a necessidade premente de desenvolvimento de
atividades em cursos de graduação que levem os estudantes a um maior domínio de
recursos disponibilizados pela química computacional. Para tanto, elaboram um projeto
de ensino em uma disciplina de laboratório de química inorgânica baseado na utilização
do CSD, no qual são apresentadas inicialmente noções básicas de utilização do banco de
dados, através de instruções presentes em manuais de uso do banco, e exemplos de
resolução de exercícios. Segundo os autores, são três as operações básicas que os alunos
devem aprender a executar empregando o CSD: a primeira é realizar buscas por
determinadas estruturas no banco de dados, através do programa QUEST (atualmente
ConQuest); a segunda é visualizar as referidas estruturas, através do programa PLUTO
(atualmente Mercury); a terceira é realizar análise estatística das estruturas encontradas,
através do programa GSTAT (atualmente Vista).
35
INTRODUÇÃO
Concluída a etapa de familiarização dos estudantes com os programas QUEST,
PLUTO e GSTAT, que não costuma ultrapassar uma semana, solicita-se a eles a
resolução de diversas questões relacionas à estrutura de compostos inorgânicos. Na
prática de laboratório em que se realiza a síntese de metalocenos, por exemplo,
endereça-se aos estudantes questões como: Qual o valor da distância Cp-Cp (Cp =
ciclopentadieno), quando M = V, Cr, Fe, Ni e Co? Qual das estruturas tem distância
interplanar mais curta e mais longa?
O segundo trabalho, também direcionado para a área de química inorgânica,
intitulado Using the Cambridge Structural Database to Introduce Important Inorganic
Concepts, é da autoria de Davis e colaboradores82. Com o intuito de apresentar o CSD
aos estudantes, que os autores consideram abrigar um manancial de recursos de
incalculável valor para os químicos, foram desenvolvidos exercícios que podem ser
resolvidos a partir do conhecimento de conteúdos apresentados em cursos introdutórios
de química inorgânica. Os exercícios buscam fomentar a realização de estudos e o
entendimento sobre propriedades estruturais inorgânicas e tratam de assuntos como:
retrodoação, efeito Jahn-Teller, regra dos dezoito elétrons e configuração de baixo-spin
X alto-spin.
O trabalho mais recente, reportado por Reglinski e colaboradores83 e intitulado
From Metalloprotein to Coordination Chemistry: A Learning Exercise to Teach
Transition Metal Chemistry, traz um relato detalhado de um exercício proposto com o
objetivo de desenvolver nos alunos o entendimento de conceitos básicos de química de
coordenação através da resolução de tarefas que implicam na busca e investigação de
propriedades de metaloproteínas via Protein Data Bank (PDB)73, em conjunto com o
36
INTRODUÇÃO
Cambridge Structural Database (CSD)71,72 e com as bases de dados de caráter
bibliográfico como Scifinder84, Medline85 e Beilstein86.
Nos artigos de Lipkowitz e colaboradores24, Davis e colaboradores82 e
Reglinski e colaboradores83 não foi apresentada nenhuma avaliação sobre os programas
constituintes que foram utilizados para a resolução dos exercícios propostos. Ou seja,
não foram tecidos comentários/ponderações sobre as impressões, nem por parte dos
alunos, nem por parte dos professores, sobre as atividades por eles realizadas. Vale ainda
ressaltar que, de acordo com a classificação de programas computacionais presente na
introdução, os programas ConQuest e Mercury, que foram por nós investigados neste
trabalho de mestrado, são incluídos na categoria de Resolução de Problemas, uma vez
que prestaram exatamente para este fim em todos os artigos nos quais foram
mencionados.
Por fim, fazemos considerações sobre alguns aspectos que, ao nosso ver,
ilustram a viabilidade de utilização dos recursos disponibilizados pelo CSD em
ambientes informatizados de ensino no território nacional e, concomitantemente,
respaldam as ações por nós realizadas com o intuito de avaliar, de forma técnica e
pedagógica, os programas ConQuest e Mercury e de facilitar a sua utilização por
estudantes de graduação no Brasil, através da produção de um manual de utilização dos
programas em língua portuguesa.
37
INTRODUÇÃO
São 14 as universidades brasileiras∗ detentoras atualmente da licença para
utilização do CSD destinado à pesquisa científica87 que, conforme mencionamos
anteriormente, armazena mais de 300000 estruturas cristalográficas resolvidas83. Cada
uma destas instituições pode solicitar gratuitamente a licença para utilização do
Classroom
ConQuest,
uma
sub-banco
destinado
ao
ensino,
que
apresenta
aproximadamente 11000 estruturas. Até onde vai o nosso conhecimento, a única
instituição que realizou esta solicitação, até o momento, foi a Universidade de São Paulo
– Instituto de Química, no que foi prontamente atendida pelos responsáveis pelo
gerenciamento/divulgação do CSD (em menos de uma semana). Uma vez concedida esta
licença, o Classroom ConQuest pode ser instalado em tantos computadores destinados
ao ensino de química quanto forem necessários. No Instituto de Química de São Carlos a
sua instalação ocorreu em nove microcomputadores da Sala Pró-Aluno. Ou seja, são
quase inexistentes os obstáculos que impedem a utilização do banco por um número
representativo de alunos distribuídos nas 14 instituições citadas, de norte ao sul do país.
A licença para a utilização do banco pode ainda ser solicitada, gratuitamente,
por instituições acadêmicas da América Latina junto ao Consejo Superior de
Investigaciones Científicas, com sede na Espanha87. Desta forma, o número de
instituições brasileiras capazes de disponibilizar as informações contidas no banco para
seus alunos pode ainda ser expandido.
∗
Escola Federal de Engenharia de Itajubá; Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São
Paulo (IPT); Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo; Instituto de Física,
Universidade Federal de Goiás; Instituto de Química, Universidade de Campinas; Instituto de
Química, Universidade Federal de Rio de Janeiro; Instituto de Química, Universidade de São
Paulo; Universidade Federal de Alagoas; Universidade Federal de Minas Gerais; Universidade
Federal de Pernambuco; Universidade Federal de Santa Catarina; Universidade Federal de São
Carlos; Universidade Federal de Santa Maria; Universidade Federal de Sergipe.
38
INTRODUÇÃO
Para que o leitor tome conhecimento de algumas funcionalidades e
características dos programas estudados neste trabalho, uma sucinta descrição a respeito
encontra-se no capítulo 4 desta dissertação.
39
OBJETIVOS FERAIS
2 – OBJETIVOS GERAIS
Tendo em vista as informações retratadas anteriormente sobre o crescimento
acentuado do uso de computadores no ensino superior de química e as potencialidades
apresentadas pelos programas ConQuest e Mercury que compõe a base de dados CSD,
este trabalho tem como objetivos:
¾ Desenvolver ações que viabilizem a utilização do Banco de Dados
Cambridge Structural Database por alunos de graduação em química no Brasil;
¾ Promover uma avaliação pedagógica e técnica dos programas ConQuest e
Mercury, visando estudar a viabilidade do uso dos mesmos no processo de
ensino-aprendizagem de química.
A viabilização da utilização do Banco de Dados foi realizada em duas etapas: a
primeira delas constou da construção de um manual didático informativo, em linguagem
acessível ao público que se deseja atingir, sobre a natureza e características do Banco,
bem como sobre comandos capazes de conduzir o usuário ao emprego pleno e
independente dos programas de busca (ConQuest) e de visualização de moléculas
(Mercury). Essa necessidade inicial é justificável a partir da constatação da existência de
40
OBJETIVOS FERAIS
manuais explicativos sobre o Banco de Dados CSD e sobre os programas acima
mencionados apenas em inglês e dirigidos a leitores envolvidos na pesquisa, na área de
ciências exatas. A segunda etapa constou da elaboração de exercícios-modelo capazes de
ilustrar diversas formas de uso do Banco em disciplinas voltadas ao ensino da química
de coordenação.
Uma vez concluída a elaboração do material didático adequado para utilização
por alunos de graduação em química, foram promovidas situações de uso deste material
e, a partir deste uso, os programas ConQuest e Mercury foram avaliados quantitativa e
qualitativamente, através da aplicação de questionários aos alunos. Quanto ao referencial
teórico para a análise dos dados e avaliação dos programas, foram buscados subsídios no
trabalho de Behar88 que sugere uma metodologia para avaliação de programas
educacionais abrangendo: Qualidade Pedagógica ou Educacional e Qualidade Técnica
(Ambiente de Hardware).
41
ASPECTOS METODOLÓGICOS E REFERENCIAL TEÓRICO
3
–
ASPECTOS
METODOLÓGICOS
E
REFERENCIAL TEÓRICO
Esta pesquisa está fundamentada em uma proposta de trabalho que consiste
em desenvolver ações que viabilizem a utilização dos programas Classroom
ConQuest e Mercury e ainda em promover uma avaliação pedagógica e técnica dos
mesmos, o que confere o caráter investigativo ao trabalho.
O presente estudo foi realizado com estudantes do curso de Bacharelado em
Química de uma universidade estadual paulista. A disciplina escolhida para a
aplicação do trabalho adota como método aulas teóricas e exercícios e foi oferecida
aos alunos no primeiro semestre de 2004. São abordados tópicos concernentes a
química dos metais de transição (química de coordenação), com objetivo de
familiarizar o aluno com a síntese e caracterização de compostos inorgânicos. O
conteúdo programático da disciplina consiste em: campo cristalino e campo ligante;
relações entre estrutura e reatividade; mecanismo de reações inorgânicas; atuação por
coordenação, catálise por compostos de coordenação, catalisadores de terceira
geração; fotoquímica de compostos de coordenação, compostos inorgânicos de
relevância biológica; clusters zeólitas.
42
3.1 – Sujeitos
Para a aplicação do presente trabalho foram escolhidos como sujeitos da
pesquisa 41 alunos matriculados na disciplina citada anteriormente, sendo 17 alunos
do gênero feminino (41,46%) e 24 do gênero masculino (58,54%).
Gostaríamos de ressaltar que apenas 38 dos 41 alunos concluíram todas as
atividades. Os três alunos que não completaram a atividade participaram apenas
assistindo as aulas de exposição e tutorial, no entanto não entregaram o trabalho final
e nem responderam os questionários de avaliação pedagógica dos programas.
3.2 – Em relação ao processo de aplicação da proposta
Inicialmente procuramos o professor responsável pela disciplina para
conversarmos, expomos as bases da proposta e o questionamos a respeito da
possibilidade da sua implementação. Explicamos que a mesma exigiria a utilização
pelos alunos dos programas Classroom ConQuest e Mercury.
Tendo logrado êxito nessa conversa inicial partimos então para a
elaboração do material didático que seria necessário para a aplicação da proposta:
1) Manual de utilização dos programas em linguagem acessível aos sujeitos
da pesquisa (Anexo A).
2) Slides da aula de apresentação da proposta aos estudantes e slides da
aula tutorial, sobre a utilização dos programas.
43
3) Listas de exercícios abordando tópicos concernentes a disciplina e que
pudessem ser respondidas apenas com a utilização dos programas Classroom
ConQuest e Mercury (Anexo B).
Tendo sido concluída a elaboração do material que seria utilizado passamos
então à sua aplicação junto aos alunos, que consistiu em:
1) Ministração de uma aula na qual foi feita a apresentação da proposta aos
alunos. Nesta aula fizemos a apresentação da base de dados CSD e dos programas
Classroom ConQuest e Mercury, também explicamos aos alunos que a proposta fazia
parte de um trabalho de mestrado e que a sua avaliação e a avaliação dos programas,
a ser realizada por eles, consistiria nos dados coletados da pesquisa. Neste mesmo dia
disponibilizamos aos alunos os manuais de utilização dos programas, que seriam
empregados na aula tutorial, a ser ministrada na semana seguinte.
2) Ministração da aula tutorial, que foi realizada na sala de computadores
da graduação da universidade, para pequenos grupos de alunos (três grupos contendo
dez alunos e um grupo contendo onze), devido ao número reduzido de computadores
disponíveis. As aulas tinham como objetivo propiciar um primeiro contato dos
estudantes com os programas e suas funções.
3) Após as aulas tutoriais foi entregue aos alunos a lista de exercícios. O
professor determinou o prazo de um mês para a sua devolução. Neste intervalo de
tempo todas as quintas-feiras ficávamos a disposição dos alunos para o
esclarecimento de dúvidas pertinentes a utilização dos programas. A esta atividade o
professor atribuiu a nota de uma prova que seria realizada durante o semestre.
44
Cabe ainda acrescentar que após termos conversado com o professor da
disciplina, ele colocou a nossa disposição alguns materiais didáticos utilizados nas
aulas, para que servissem de base para a elaboração dos exercícios. Também
consultamos vários outros livros didáticos, além daqueles por ele sugeridos.
Quatro listas de exercícios foram desenvolvidas, buscando-se realizar uma
abordagem de assuntos explicados em sala de aula e também procurando fazer com
que os alunos utilizassem o maior número possível de ferramentas oferecidas pelos
programas. Após elaboradas, as listas foram por nós resolvidas e encaminhadas ao
professor para que ele as corrigisse e fizesse sugestões de mudanças. Cada lista era
composta de seis exercícios. Os exercícios de um a cinco eram problemas que
deveriam ser solucionados pelos alunos e o sexto solicitava que eles elaborassem e
resolvessem um exercício abordando tópicos da disciplina, somente solucionáveis a
partir da utilização dos programas.
Entre os assuntos abordados nas listas de exercícios estão: efeito JahnTeller, isomerismo, série espectroquímica, número de coordenação, estado de
oxidação dos metais, soma e configuração eletrônica dos elétrons d, geometria dos
compostos, teoria de ligação de valência, teoria do campo cristalino e retrodoação.
3.3 – As formas de coleta de dados
Os dados foram coletados a partir da aplicação de dois questionários (um
para cada programa) de avaliação dos programas (Anexo C).
Cada um dos
questionários possui 25 afirmações, sendo as três primeiras relacionadas mais
estreitamente à natureza de cada um dos programas, e as restantes baseadas em
aspectos que permitem uma avaliação técnica e pedagógica comum dos mesmos. Foi
45
usada uma escala de resposta tipo Likert, cinco pontos variando entre “Concordo
Fortemente” e “Discordo Fortemente”. Ao final de cada questionário foi adicionada
uma questão aberta para que o aluno expressasse sua opinião em relação a cada um
dos programas e à atividade realizada.
3.4 – Referencial Teórico
Para a avaliação dos programas ConQuest e Mercury foi utilizada a
metodologia proposta por Behar88 em sua dissertação de mestrado intitulada “A
avaliação de softwares educacionais no processo de ensino-aprendizagem
computadorizado: estudo de caso”. Esta metodologia permite analisar a qualidade
computacional e a qualidade pedagógica de programas educacionais.
No que diz respeito à qualidade computacional ou técnica Behar88 propõe a
avaliação do Ambiente de Hardware e de Programa. Vale ressaltar que neste trabalho
apenas o Ambiente de Hardware dos programas ConQuest e Mercury foi avaliado, de
acordo com as seguintes considerações:
1. O programa permite portabilidade em outros ambientes de
Hardware
Possibilidade de utilizar o programa em vários ambientes de hardware
podendo ser operado de maneira fácil e adequada em configurações de equipamentos
diferentes da original. Este é um dos principais aspectos a serem considerados já que
o ambiente educacional freqüentemente possui pouca variedade de hardware e, por
questões econômicas, o hardware disponível deve ser utilizado no seu máximo.
46
2. O programa exige winchester
Possibilidade de utilizar o programa em ambientes que não dispõe de
unidade de disco rígido. Caso o disco rígido seja necessário para a instalação do
programa, anotar a quantidade de bytes necessária.
3. O programa exige mais do que 1Mb de memória principal
Quando é ativado um programa, o módulo de controle deste fica residente
na memória principal (RAM). A quantidade de RAM necessária é, geralmente,
informada no manual do sistema. As configurações do tipo padrão geralmente dispõe
de 640Kb/740Kb de RAM, podendo fazer expansões.
4. O programa exige placa gráfica
5. O programa exige monitor colorido
6. O programa utiliza vídeo
O programa faz uso de periféricos de multimídia, no caso o vídeo.
7. O programa utiliza som
O programa faz uso de periféricos de multimídia, no caso utiliza o som na
execução do programa.
8. O programa exige mouse
Se é indispensável a utilização do mouse para a utilização do programa.
47
No que diz respeito à qualidade pedagógica ou educacional Behar88 propõe
que sejam considerados os seguintes aspectos:
1 – A habilidade sensório-motora: esta habilidade refere-se aos
movimentos finos dos dedos ao se manejar o teclado. Observam-se dois aspectos
complementares, a rapidez X lentidão e a precisão X imprecisão.
1.1 - Rapidez/Lentidão: relaciona-se com a velocidade na digitação do
aluno, que pode variar de rápida a lenta. Na digitação, a lentidão evidencia-se quando
o indivíduo demora a localizar as teclas dos comandos.
1.2 - Precisão/Imprecisão: está diretamente relacionado com a atualização
da intenção do aluno. A nível motor envolve um conjunto de capacidades
adequadamente coordenadas que permitem a veiculação entre a intenção e o ato. No
ato de programar propriamente dito, a precisão está totalmente relacionada com a
digitação correta das teclas na ordem exigida pelos comandos.
2 – Memória: refere-se aos processos de retenção e recordação de
experiências que os alunos tiveram e dos movimentos que fizeram no software.
A memória imediata é a capacidade de retenção dentro de um curto espaço
de tempo. Na programação do software, este aspecto pode ser avaliado baseando-se
na quantidade de comandos que o aluno pode reter durante o desenvolvimento do
programa, sem consulta.
Por outro lado, a memória duradoura se refere a um sistema de longo prazo
que implica em reter, fixar e conservar conteúdos previamente assimilados.
Na memória imediata, as mudanças ocorrem regularmente, enquanto que na
memória duradoura podem ser observadas regressões e paradas. Este último aspecto
48
refere-se às idas e vindas no processo de retenção e ainda, tratando-se de uma
ferramenta, isto significa lembrar dos comandos anteriormente utilizados.
3 – Motivação: esta característica refere-se ao conjunto de fatores que
despertam, sustentam ou dirigem o comportamento do aluno. Encontram-se
relacionados com este item, os seguintes aspectos:
3.1 - Atenção X Dispersão: a atenção é a aplicação cuidadosa da capacidade
mental a alguma coisa. Operacionalmente, a atenção pode ser medida em relação ao
tempo em que a pessoa dedica-se a uma determinada tarefa. A dispersão é o oposto
da atenção, isto é, a dificuldade de concentração do aluno sobre o software, neste
caso de avaliação, distraindo-se com facilidade. A disposição no computador pode
ser evidenciada por atitudes de parar constantemente um projeto que está sendo
desenvolvido pelo aluno, para observar algum ruído ou qualquer outro tipo de
acontecimento no ambiente, entre outras coisas.
3.2 - Flexibilidade X Perseveração: a flexibilidade refere-se a adequar o uso
do computador frente a uma necessidade. Por outro lado, a perseveração consiste em
se manter permanentemente na mesma conduta, sem mudar ou variar a mesma. Este
aspecto, tratando-se de um ambiente de ensino-aprendizagem computadorizado é
expresso em vários níveis: perseveração no uso do teclado, isto é, quando o aluno
aperta uma tecla várias vezes de forma desordenada e compulsiva e, ainda, através da
perseveração em uma manipulação, ou seja, o indivíduo insiste em utilizar um
periférico com a única finalidade de jogar com ele manualmente.
49
3.3 - Interesse X Desinteresse: o interesse é uma atitude duradoura que
envolve uma necessidade mental, provocando uma atividade destinada a satisfazê-la
não excluindo o esforço. É um estado de motivação que guia o comportamento em
uma certa direção ou para satisfazer certos objetivos. Os interesses variam de acordo
com a idade do indivíduo. Particularmente, no computador, este aspecto é
demonstrado através da necessidade que o aluno tem em conhecer os comandos,
experimentar o desconhecido, buscando informações, manuseando o equipamento e
o sistema, entre outras coisas.
3.4 - Egocentrismo X Colaboração: o egocentrismo é uma atitude
psicológica do aluno, expressada na dificuldade de manter um autêntico diálogo. Este
tipo de indivíduo não leva em conta as solicitações feitas pelo “facilitador” e, menos
ainda, de um colega. A colaboração é exatamente o contrário, quando se aceitam
outros pontos de vista e se dá espaço para que outros possam trabalhar também.
3.5 - Persistência X Fadiga: a fadiga é evidenciada por um conjunto de
manifestações produzidas por quaisquer atividades que ultrapassem um certo limiar
fisiológico. Muitas vezes, as demonstrações de fadiga estão ligadas a falta de
motivação pela tarefa e, não ao desgaste fisiológico propriamente dito. Esta
característica pode ser manifestada no computador, através de saídas constantes para
outras atividades, vontade de parar, constância em erros de digitação, distração, etc.
4 – Linguagem: é um sistema de sinais através do qual as pessoas se
comunicam. Estes transmitem idéias e sentimentos através da escrita e/ou da mímica.
A linguagem computacional é composta de quatro itens:
50
4.1 - Sintaxe: corresponde à gramática da linguagem. No caso da linguagem
computacional, trata-se de ordens, comandos, instruções, ou ainda, sucessão de
instruções bem formadas.
No computador podem ser observados os erros de sintaxe nos comandos,
por troca, falta ou excesso de letras, nas instruções por falta de espaço entre o
comando e o número, por omissões ou excesso de símbolos que gerem qualquer tipo
de mensagens de erro, entre outros.
4.2 - Semântica: refere-se ao conteúdo da linguagem, seu sentido e
significado. No caso da linguagem computacional, a semântica se dá a dois níveis:
entender o significado de cada instrução e de cada comando WinLogo e, ainda,
compreender o significado de um programa ou sistema de programas.
4.3 - Pragmática: refere-se a função comunicativa da linguagem. Para
reforçar o aspecto pragmático de uma linguagem, é necessário ter o auxílio de um
facilitador/orientador.
A depuração de erros é uma tarefa que, em alguns casos, existe a dificuldade
de tolerar uma frustração, mas esta é uma conduta crítica no bom desenvolvimento
das sessões de computação com o software selecionado.
5 – Construtividade: de forma geral, este aspecto refere-se ao ato de dar
estrutura, edificar, organizar, formar, conceber. Dependendo da linguagem de
programação, pode ter características construtivas evidentes, devido às propriedades
de modularidade, recursividade e plasticidade que ela possui. Este item é dividido em
dois conceitos:
51
5.1 - Criatividade/Embotamento: é a habilidade de produzir novas formas,
objetos, idéias ou diferentes maneiras de organizar ou relacionar elementos ou, ainda,
solucionar problemas através de métodos novos.
5.2 - Antecipação: refere-se à construção de um modelo prévio, mental e
físico, imaginativo e formal. Este aspecto requer uma produção de hipóteses e uma
distribuição de inferências sobre um campo representacional.
6 – Atitudes: é a reação afetiva, maior ou menor, em direção a uma
proposição ou a um determinado objeto concreto ou abstrato. As atitudes que são
observadas em um indivíduo são as seguintes:
6.1 - Autonomia/Dependência: a autonomia é um comportamento do
indivíduo onde ele manifesta sua capacidade de auto governar-se. Obedece as leis
que formulou para si mesmo ou aquelas cujo valor compreendeu e aceitou. Por outro
lado, encontra-se o conceito de dependência, onde o indivíduo sente necessidade de
ser governado e orientado.
6.2 - Iniciativa/Falta de iniciativa: a iniciativa é considerada a habilidade de
tomar decisões, agir por si só. No uso do computador, o aspecto da falta de iniciativa
é evidenciado por atitudes de espera em relação ao que fazer, como proceder, entre
outras coisas.
6.3 - Satisfação/Insatisfação: a satisfação se reflete através de um estado de
prazer e/ou bem estar, conseqüente de ter atingido um objetivo proposto. No caso da
52
programação, este aspecto pode ser evidenciado por gestos e verbalizações positivas
em relação ao trabalho que está sendo realizado.
6.4 - Segurança/Insegurança: na programação, a insegurança pode
manifestar-se pelo receio de experimentar, pelo medo de errar, pela necessidade de
confirmação do facilitador, entre outras. Enfim, a segurança é um estado de sentir-se
ou não apreensivo sobre a realização futura de eventos ou das necessidades próprias.
6.5 - Desinibição/Retraimento: no uso do computador, especificamente, na
programação, a desinibição é evidenciada pela curiosidade em experimentar, realizar,
agir, executar projetos explorando comandos de forma independente. Ou seja, a
desinibição é um estado de não hesitar frente a uma ação. Por outro lado, o
retraimento é um estado de bloqueio mental e/ou comportamental frente ao agir.
6.6 - Descontração/Tensão: a descontração evidencia-se pelo fato do
indivíduo se sentir à vontade frente a qualquer situação, durante a utilização do
sistema em questão. A tensão nada mais é do que a condição de ansiedade e
intranqüilidade acompanhada de contrações musculares, apreensão e medo.
6.7 - Valorização pessoal/Desvalorização pessoal: a valorização pessoal
pode ser evidenciada por gestos e verbalizações feitas pelo aluno, no momento em
que este consegue resolver situações e problemas, salientando sua capacidade. Este
aspecto refere-se a atitude que é observada de estar satisfeito com as próprias
qualidades. Por outro lado a desvalorização pessoal é evidenciada quando o aluno
53
por si só não consegue resolver situações e problemas não estando satisfeito com
suas qualidades.
Com base nos aspectos acima citados, a autora desenvolveu um questionário
de avaliação para programas educacionais, que foi por nós adaptado para a avaliação
dos programas em estudo nesta dissertação. Estes questionários foram denominados
“Questionário de Avaliação do Programa Classroom ConQuest” e “Questionário de
Avaliação do Programa Mercury” e encontram-se no Anexo C.
As respostas possíveis para os itens apresentados nos questionários,
conforme mencionamos anteriormente, são: concordo totalmente, concordo
parcialmente, indeciso, descordo parcialmente e discordo totalmente.
Cabe ressaltar que, além da avaliação quantitativa, realizada com base nas
respostas dadas às afirmações presentes nos questionários, os programas foram
submetidos a uma avaliação qualitativa, através do registro de depoimentos
espontâneos dos alunos, coletados a partir da seguinte questão aberta:
Expresse abaixo sua opinião em relação à utilização do programa
Classroom ConQuest/Mercury.
As impressões dos estudantes sobre a atividade realizada foram também
investigadas, assim como foram coletadas sugestões para o aprimoramento da
atividade, através da seguinte questão:
54
Apresente abaixo suas impressões e/ou sugestões sobre a atividade
realizada na disciplina Química Inorgânica B (resolução de exercícios via base de
dados CSD).
A partir dos instrumentos apresentados, foi feita a avaliação quantitativa e
qualitativa dos programas Classroom ConQuest e Mercury.
55
OS PROGRAMAS CONQUEST E MERCURY
4 – OS PROGRAMAS CONQUEST E MERCURY
4.1 – Programa ConQuest
O programa ConQuest é responsável pela procura e obtenção das informações
contidas na base de dados CSD. Essas pesquisas podem ser feitas através de informações
gerais (numéricas/ texto).
Para fazer buscas no ConQuest são construídas perguntas (Build Queries)
utilizando uma das opções que constam no lado esquerdo da tela apresentada na Figura
12.
56
Figura 12: Interface do programa ConQuest ao usuário do CSD. No lado esquerdo da figura
está o menu com as caixas de diálogo, a partir das quais são criadas as perguntas para realização
de buscas.
As caixas de diálogo da figura acima abrem novas janelas que permitem os
seguintes caminhos de busca a partir:
57
♦das referências bibliográficas que mencionam o composto (Figura 13);
Figura 13: Interface da janela Author/Journal
♦do nome do composto (Figura 14);
Figura 14: Interface da janela Compound Name.
58
♦dos elementos químicos que constituem o composto (Figura 15);
Figura 15: Interface da janela Elements
♦da fórmula química do composto (Figura 16);
Figura 16: Interface da janela Formula.
59
♦de um texto sobre o composto (Figura 17);
Figura 17: Interface da janela All Text.
♦do código de referência do composto (Figura 18);
Figura 18: Interface da janela Refcode (entry ID).
♦ do desenho de um fragmento molecular presente na estrutura do composto.
A caixa de diálogo dessa opção é chamada “Draw” (desenho), mostrada na
Figura 19. A Figura 19 mostra também quais são os principais recursos do Draw.
60
Figura 19: Interface da janela Draw para procura no CSD. Em: 1- mensagens de ajuda, 2 menu principal, 3 - área de desenho, 4 - botões de modo, 5 - auxílio para desenho com modelos
prontos, 6 - área para mudança de elemento químico e tipo de ligação, 7 - botões que
comandam a pesquisa, 8- área reservada para mostrar os parâmetros que estão sendo calculados
pelo programa, como distâncias e/ou ângulos.
Para cada uma dessas entradas, é montado um “Query” (pesquisa) onde ficam
armazenados os dados que serão lidos pelo programa. A Figura 12 mostra um Query que
também pode ser combinado com outro produzindo um único resultado, gerando uma
pesquisa mais avançada e específica. A Figura 20 ilustra o caminho denominado
“Combine Queries” através do qual os “Queries” podem ser combinados.
61
Figura 20: Interface da tela Combine Queries.
Uma vez que as buscas foram construídas e executadas pelo ConQuest, os
resultados são mostrados na tela View Results como é ilustrado na Figura 21.
62
Figura 21: Apresentação do resultado de pesquisa pelo ConQuest.
A base de dados fornece ao usuário as seguintes informações, a respeito de cada
composto encontrado:
♦ Author/Journal: informação bibliográfica.
♦ Chemical: nome do composto, fórmula, cor, ponto de fusão, etc.
♦ Crystal: cela unitária e informação sobre grupo espacial.
♦ Experimental: informação sobre condições experimentais, precisão e
exatidão.
♦ Diagram: diagrama estrutural químico.
♦ 3D Visualiser: mostra a molécula em 3D.
♦ CSD Internals: informações internas do banco.
♦ Search Overview: um resumo da busca construída.
63
Uma vez tendo obtido os resultados da busca realizada no ConQuest, as
seguintes opções no menu principal, na parte superior da tela, ilustradas na Figura 22
podem ser acessadas.
Figura 22: Interface da janela View Results com a opção File aberta.
Acessando a opção File no menu principal as seguintes possibilidades podem
ser encontradas (vão ser aqui descritas apenas as que foram utilizadas pelos alunos na
realização dos exercícios propostos):
♦ New Window: abre uma nova janela do ConQuest.
64
♦ Save Search As...: permite que seja salvo no computador uma pesquisa que
tenha sido feita.
♦ Write PDF file to view/print: abre um arquivo PDF contendo todas as
informações sobre os compostos encontrados juntamente com suas estruturas planas. A
Figura 23 apresenta o arquivo que será aberto.
Figura 23: Interface do arquivo PDF.
♦ View Entries in Mercury: exporta os compostos encontrados no ConQuest
para o programa Mercury.
65
4.2 – Programa Mercury
O programa Mercury possibilita o estudo e a visualização das estruturas
cristalinas. Entre as facilidades para visualização da estrutura cristalina em três
dimensões, estão:
1. A visualização de estruturas em várias cores e estilos;
2. A observação da existência de ligações do tipo pontes de hidrogênio, além
de outros tipos de interações intermoleculares tanto fortes quanto fracas;
3. A visualização expandida para um fragmento da rede, permitindo assim uma
melhor observação das interações intermoleculares;
4. A visualização do número e da posição das estruturas dentro da cela unitária;
5. A medição de parâmetros geométricos;
Quando os resultados da pesquisa feita no ConQuest são exportados para o
programa Mercury, através do caminho View Entries Mercury, a tela ilustrada na Figura
24 é imediatamente aberta.
66
Figura 24: Interface do programa Mercury.
Como pode ser observado ao lado direito da figura estão os códigos de
referência de todas as estruturas encontradas na pesquisa. Ao centro é visualizada a
estrutura selecionada entre as demais. Na parte superior e inferior estão os comandos
que podem ser utilizados para um melhor estudo das estruturas de interesse, que estão
detalhados no manual elaborado para sua utilização presente no Anexo A.
67
RESULTADOS E DISCUSSÃO
5 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 – Avaliação dos programas ConQuest e Mercury
Retomando os objetivos propostos no capítulo 2 deste trabalho, é importante
lembrar que o intuito do mesmo não se limita apenas em criar uma metodologia de
emprego dos programas ConQuest e Mercury para aplicação em disciplinas de química
inorgânica, no ensino superior. O que confere um caráter investigativo a este trabalho é
justamente a avaliação, de cunho técnico e pedagógico, desses programas como
ferramentas no processo de ensino-aprendizagem.
Consultando a literatura encontramos alguns trabalhos nos quais os autores
descrevem as avaliações dos programas por eles utilizados. Muitas vezes estas
avaliações se baseiam apenas em observações do rendimento dos alunos na disciplina
como, por exemplo, no trabalho de Fermann e colaboradores45, que trata da utilização do
programa Chemland. Os autores avaliaram inicialmente o programa através do exame
das notas alcançadas pelos estudantes em provas aplicadas no decorrer do curso,
enquanto estes faziam uso do Chemland. Também foi aplicado aos estudantes um
instrumento de avaliação que testa a habilidade de raciocínio científico. Embora os
68
resultados preliminares tenham se mostrado animadores, os autores apontam para a
necessidade de realização de novas investigações a respeito.
Encontram-se também reportadas outras formas de avaliação de programas
computacionais que diferem da proposta de Fermann e colaboradores45, entre elas
podemos citar o trabalho de Yokaichiya e colaboradores29. O programa por eles
investigado, denominado de Radicais Livres, mencionado anteriormente, foi avaliado de
duas formas: quantitativa e qualitativa. A avaliação quantitativa foi realizada através de
um questionário respondido pelos usuários do programa. O questionário era composto
de oito afirmações e os sujeitos escolhiam, para cada uma delas, a alternativa que melhor
descrevesse sua opinião: Concordo Fortemente (CF), Concordo (C), Indeciso (I),
Discordo (D) ou Discordo Fortemente (DF). A avaliação qualitativa foi feita pelos
professores e monitores da disciplina através da observação dos usuários durante a
utilização do programa e coleta de suas opiniões e considerações. Através dos
instrumentos citados concluiu-se que o programa teve boa aceitação em decorrência da
soma das respostas Concordo Fortemente e Concordo ultrapassarem os 90%, para todas
as questões. Na avaliação qualitativa, feita a partir dos comentários dos alunos durante e
após a utilização do programa, os pontos positivos ressaltados foram: a alta motivação
resultante do dinamismo da aula, o respeito ao ritmo individual de aprendizagem, a
concisão na abordagem do tema em comparação com os livros e o esclarecimento de
mitos referentes ao tema. Por outro lado, foram apontadas as seguintes desvantagens:
dificuldade na movimentação de uma seção para outra, linguagem contendo termos
bioquímicos que dificultam a compreensão e necessidade de tempo longo para apreensão
do conteúdo.
69
5.1.1 – Avaliação do Programa Classroom ConQuest
Como instrumentos de coleta de dados foram usados os questionários citados
anteriormente. A seguir serão apresentadas as variáveis que foram avaliadas, do ponto
de vista computacional e pedagógico. A partir da análise das respostas dadas aos
questionários serão destacados os aspectos do programa avaliados positiva e
negativamente pelos usuários. Desta forma, são adquiridos indícios sobre a viabilidade
do seu uso no meio educacional.
Inicialmente serão apresentados os dados relativos ao questionário que avalia a
Qualidade Técnica do programa, que foi por nós respondido, e em seguida os dados
correspondentes ao questionário de Avaliação Pedagógica respondido pelos sujeitos da
pesquisa.
5.1.1.1 – Análise da Qualidade Técnica do Programa
1.
O programa permite portabilidade em outros ambientes de
Hardware:
Sim, o programa pode ser utilizado em qualquer ambiente de hardware desde
que o mesmo possua um sistema operacional gráfico.
70
2.
O programa exige winchester:
Sim, depois de instalado ele ocupa 60 Mb.
3.
O programa exige mais do que 1 Mb de memória principal:
Sim. Quando é ativado um programa, o módulo de controle deste fica residente
na memória principal (RAM).
4.
O programa exige placa gráfica:
É necessário ter placa gráfica para a execução do programa.
5.
O programa exige monitor colorido:
O Classroom ConQuest não exige monitor colorido para ser executado, mas
sem este, o ambiente perde muito em qualidade, pois não poderá ser explorada
adequadamente a diversidade de cores, que contribui significativamente no nível
pedagógico. Podemos ainda destacar que na visualização das moléculas químicas dos
compostos contidos no banco, cada elemento químico contem uma cor característica.
71
6.
O programa utiliza vídeo:
O programa não faz uso de vídeo.
7.
O programa utiliza som:
O programa não utiliza nenhum tipo de som na sua execução.
8.
O programa exige mouse:
O programa exige o uso do mouse, o que permite que os ambientes de trabalho
sejam mais bem explorados e o programa manipulado de uma forma mais fácil.
5.1.1.2 – Análise Pedagógica do Programa
Os dados resultantes da aplicação do questionário, de uma forma geral, foram
distribuídos segundo a ocorrência das alternativas escolhidas nas questões. Este tipo de
tratamento tem como principal meta fornecer parâmetros genéricos de análise e indicar
tendências gerais apresentadas pelos alunos e foi também utilizado por Machado e
Santos89 no trabalho intitulado “Avaliação da hipermídia no processo de ensino e
aprendizagem da física: o caso da gravitação”. Uma análise qualitativa do programa
será também apresentada tomando por base as respostas dadas às questões abertas.
72
O questionário de avaliação do programa Classroom ConQuest é composto por
25 questões:
1) O programa me ajudou a desenvolver noções que posso utilizar para fazer
buscas em outras bases de dados.
2) O programa me permite localizar a informação que necessito rapidamente.
3) Através do programa aprendi como fazer buscas por referências
bibliográficas.
4) O programa me forneceu informações que me ajudaram a melhorar o meu
conhecimento sobre Química de Coordenação.
5) É muito estimulante utilizar o programa.
6) O programa me proporcionou a oportunidade de poder aprender e me
exercitar de forma ininterrupta, até eu me sentir satisfeito com as respostas.
7) Em alguns momentos perdi a motivação de continuar trabalhando com o
software, pois não é fácil de usá-lo.
8) Achei que o uso deste software estimula o estudante na sua aprendizagem.
9) A utilização deste tipo de recurso tem vantagens sobre textos.
10) Este programa não me trouxe nada de novo e motivador.
11) O que aprendi com o programa tem pouco uso prático.
12) Não gostei do que aprendi com este programa.
13) O programa me permitiu fazer exercícios muito significativos.
14) O nível de exigência do programa é muito alto.
15) NÃO foram suficientes as minhas noções computacionais para poder
explorar o programa e suas potencialidades.
73
16) A aprendizagem proporcionada pelo programa foi válida.
17) Utilizando este programa, aprendi conceitos e noções que ainda NÃO tinha
compreendido.
18) O software é de fácil manuseio.
19) As cores utilizadas no programa mantêm a atenção do aluno.
20) As letras utilizadas são fáceis de ler.
21) As janelas e os menus descendentes me deixavam confuso.
22) Gostei da forma como é apresentado o programa.
23) O programa apresenta muitas informações por tela.
24) Gostei de aprender a trabalhar com recursos e técnicas que anteriormente
não tinha trabalhado.
25) Gostaria de participar novamente de experiências e utilizar materiais
educacionais computadorizados direcionados a disciplinas de Química.
A partir das respostas dadas pelos estudantes a essas questões, foi possível
elaborar a Tabela 1, na qual a descrição Item se refere ao número dado anteriormente a
cada uma das questões. A descrição Polaridade se refere ao caráter positivo ou negativo
da questão. Por exemplo, a questão 7, indicada como Item 7, tem Polaridade negativa
pois expressa uma opinião não favorável ao programa. A freqüência com que as opções
de resposta, expressas em escala Likert (5 pontos, variando entre concordo totalmente e
discordo totalmente), foi verificada nos questionários encontra-se indicada, em
porcentagem, como CT (Concordo Totalmente), CP (Concordo Parcialmente), I
(Indeciso), DP (Discordo Parcialmente) e DT (Discordo Totalmente).
74
Tabela 1: Respostas dadas ao Questionário de Avaliação do Programa Classroom
ConQuest. CT = Concordo Totalmente, CP = Concordo Parcialmente, I = Indeciso, DP
= Discordo Parcialmente, DT = Discordo Totalmente.
Item
Polaridade
CT
CP
I
DP
DT
1
+
52,63%
44,74%
2,63%
0,0%
0,0%
2
+
52,64%
39,47%
2,63%
5,26%
0,0%
3
+
57,89%
23,69%
2,63%
10,53%
5,26%
4
+
50,00%
39,48%
5,26%
5,26%
0,0%
5
+
28,95%
47,37%
13,16%
10,52%
0,0%
6
+
26,32%
44,74%
21,05%
7,89%
0,0%
7
-
2,63%
13,16%
5,26%
26,32%
52,63%
8
+
50,00%
36,85%
7,89%
5,26%
0,0%
9
+
47,37%
36,84%
10,53%
5,26%
0,0%
10
-
0,0%
0,0%
2,63%
15,79%
81,58%
11
-
2,63%
10,53%
5,26%
23,69%
57,89%
12
-
0,0%
0,0%
5,26%
10,53%
84,21%
13
+
50,00%
42,11%
5,26%
2,63%
0,0%
14
-
0,0%
7,89%
18,42%
28,95%
44,74%
15
-
2,63%
7,89%
0,0%
15,79%
73,69%
16
+
81,58%
15,79%
0,0%
0,0%
2,63%
17
+
18,42%
50,00%
10,53%
18,42%
2,63%
18
+
50,00%
39,48%
2,63%
7,89%
0,0%
19
+
31,58%
28,95%
28,95%
10,52%
0,0%
20
+
52,63%
31,58%
10,53%
0,0%
5,26%
21
-
2,63%
10,53%
2,63%
36,84%
47,37%
22
+
42,11%
50,00%
5,26%
2,63%
0,0%
23
-
18,42%
21,05%
15,79%
34,21%
10,53%
24
+
78,95%
21,05%
0,0%
0,0%
0,0%
25
+
65,79%
21,05%
10,53%
2,63%
0,0%
75
Com relação à polaridade de cada questão, quando positiva, a concordância
com a questão expressa uma opinião favorável ao programa e sua utilização e a
discordância expressa uma opinião desfavorável. Quando negativa a concordância com a
questão expressa uma opinião desfavorável ao programa e sua utilização e a
discordância expressa uma opinião favorável.
Em uma análise geral da Tabela 1, sem considerar os Itens 24 e 25 que não são
favoráveis ou desfavoráveis ao programa e excluindo-se também os Itens 17, 19 e 23,
pode-se constatar que nos Itens restantes, mais de 70% dos estudantes registraram
respostas favoráveis (somatório das respostas concordo totalmente e concordo
parcialmente), de acordo com a polaridade, ao programa. É importante ressaltar que dos
três Itens mencionados como tendo abaixo de 70% dos estudantes com respostas
favoráveis ao programa, em dois deles, nos Itens 17 e 19, observamos uma incidência
superior a 60% de respostas favoráveis sendo, que apenas o Item 23, com 44, 74%, está
abaixo dos 50% de aprovação.
Nos Itens 1, 2 e 3, que tratam sobre a natureza do programa (busca por
compostos e suas referências), verifica-se que mais de 81,58% dos estudantes no Item 3,
97,37% e 92,11% nos Itens 1 e 2, respectivamente, registraram respostas favoráveis.
Estes Itens tratam respectivamente se o programa ajudou o estudante a desenvolver
noções que possam ser utilizadas para fazer buscas em outras bases de dados, se o
programa permite a localização das informações desejadas rapidamente e se através do
programa o estudante aprendeu como fazer buscas por referências bibliográficas. Isso
indica que através da realização das buscas no programa Classroom ConQuest os
estudantes desenvolveram habilidades, como a busca de referências em base de dados
76
digitais, consideradas importantes na formação dos estudantes de química, além disso a
alta porcentagem registrada no Item 2 aponta que o programa permite com rapidez a
localização das informações desejadas.
O Item 4 refere-se a contribuição do programa para a melhora dos
conhecimentos em química de coordenação pelos alunos. Neste Item 89,48% dos
estudantes registraram respostas favoráveis. Isso indica que as possibilidades da
utilização do programa para a aprendizagem, apoiando o entendimento dos conteúdos
estudados e contribuindo para a resolução dos problemas propostos, o que na nossa
opinião é altamente relevante, é também evidenciado através do alto índice de aprovação
relativo ao Item 4.
As afirmações correspondentes do Item 5 ao Item 10 estão relacionadas com a
motivação do estudante na utilização do programa. Os Itens 5 e 8 tratam do estímulo que
o programa provoca no estudante na sua utilização e aprendizagem, no qual 76,32% dos
estudantes consideram estimulante utilizar o programa e 86,85% afirmam que o
programa os estimula a aprender. O Item 6 está relacionado com a satisfação do
estudante em aprender e conseguir as respostas desejadas de forma ininterrupta, 71,06%
dos estudantes são favoráveis a esta afirmação. Entre eles o Item 7 está relacionado com
a facilidade na sua utilização, para este Item observamos que 78,95% dos estudantes
consideram o programa de fácil utilização. O Item 9 afirma que o uso de programas
computacionais tem vantagem sobre textos no processo de ensino/aprendizagem,
84,21% dos estudantes concordam com esta afirmação. O Item 10 trata de uma
afirmação de polaridade negativa que relata que o programa não traz nada de motivador
ao estudante, 97,37% dos estudantes responderam negativamente a esta afirmação,
77
caracterizando então sua resposta favorável à utilização do programa. Isso indica que a
facilidade na utilização do programa, aliado ao estímulo que o mesmo proporcionou ao
seu uso e aprendizagem, indicado pelos altos índices de respostas favoráveis a estes
Itens, contribuíram na motivação do aluno para o uso do programa na disciplina.
Dos Itens 11 ao 16 observamos afirmações que se relacionam a atitude dos
estudantes em relação ao uso do programa. Os Itens 11, 12 e 16 estão diretamente
relacionados com a aprendizagem proporcionada pelo programa. Os Itens 11 e 12 são de
polaridade negativa, e afirmam, respectivamente, que o que se aprende através do
programa tem pouco uso prático e não gostei do que aprendi com este programa. No
Item 11, 81,58% dos estudantes discordaram da afirmação e no Item 12, 94,74%. Já no
Item 16 observamos que 97,37% dos estudantes afirmaram que a aprendizagem
proporcionada pelo programa foi válida. No Item 13, que se refere à possibilidade
oferecida pelo programa para a realização de exercícios significativos, 92,11% dos
estudantes expressaram respostas favoráveis. No Item 14, 73,69% dos estudantes não
consideraram o nível de exigência do programa muito alto e no Item 15, 89,48% dos
estudantes consideraram que suas noções computacionais foram suficientes para
explorar o programa e suas potencialidades. Isso indica que os estudantes apresentaram
atitudes favoráveis a utilização do programa, principalmente por terem gostado do que
aprenderam com ele. As respostas favoráveis a estes Itens indicam também que os
estudantes consideraram significativos os exercícios por eles resolvidos através do
programa, e que consideraram a aprendizagem através do mesmo válida e de uso prático.
O Item 17, à semelhança do Item 4, diz respeito ao entendimento, através do
programa, de conceitos que ainda não haviam sido compreendidos. Também apresenta
78
um índice de aprovação animador 68,42% que corrobora a utilidade do programa como
facilitador da aprendizagem de conceitos.
Os Itens 18 a 23 estão relacionados com o manuseio, a apresentação e
linguagem do programa. No Item 18 os alunos são questionados sobre a facilidade de
manuseio do programa, tendo-se verificado um índice de aprovação de 89,48%. No Item
19 apenas 60,63% dos estudantes consideraram que as cores utilizadas pelo programa
mantêm a atenção do aluno. Cabe ressaltar que esta afirmação foi a que apresentou o
maior número de alunos indecisos (28,95%). No Item 20, 84,21% dos estudantes
concordaram que as letras apresentadas no programa são fáceis de ler. No Item 21,
84,21% dos estudantes consideraram que as janelas e menus descendentes apresentados
pelo programa não os deixaram confusos. Semelhantemente, no Item 22, 84,21% dos
estudantes discordaram que as janelas e menus descendentes os deixavam confusos. O
Item 23 foi o que apresentou o maior índice de desaprovação, apenas 44,74% dos
estudantes apontaram que o programa não apresenta muitas informações por tela. Este é
um Item relevante na avaliação do programa, pois em virtude da grande quantidade de
informações apresentadas em cada tela o aluno pode se sentir confuso, cansado ou
disperso enquanto estiver utilizando o programa. Apesar das respostas desfavoráveis aos
Itens 19 e 23, no Item 22, 92,11% dos alunos afirmaram ter gostado da forma como o
programa é apresentado. Isso indica que os alunos acharam fácil manusear o programa,
gostaram das cores utilizadas e acharam que elas mantêm a atenção, consideraram as
letras fáceis de ler, não se sentiram confusos durante sua utilização apesar de afirmarem
que o programa apresenta muitas informações por tela e gostaram da forma com que o
programa é apresentado.
79
Os Itens 24 e 25 questionam, respectivamente, os alunos a respeito de terem ou
não gostado de trabalhar com recursos computacionais e se gostariam de participar de
outras atividades que envolvessem ferramentas computacionais. Para estas afirmações
100 e 86,84% dos estudantes apresentaram respostas favoráveis. Isso indica que a
atividade foi muito apreciada pelos estudantes, e que estes são receptivos à utilização de
recursos computacionais. Ou seja, a solicitação de tarefas que envolvam o uso de tais
recursos não parece ser de difícil aceitação entre os estudantes.
5.1.1.3 – Análise Qualitativa do Programa
Como descrito na metodologia da pesquisa, a análise qualitativa do programa é
decorrente das respostas dos alunos a uma questão aberta, através da qual os estudantes
puderam expressar suas opiniões em relação a utilização do programa Classroom
ConQuest. Na maioria das vezes estas respostas reforçam as impressões já constatadas
na análise das respostas ao questionário de avaliação pedagógica do programa.
As respostas foram reunidas em categorias que revelam aspectos mais
enfatizados nas respostas dos estudantes. Naturalmente, muitas destas declarações são
abrangentes e podem ser localizadas em mais de uma categoria.
Facilidade e rapidez no acesso as informações
“O ConQuest é um programa de fácil uso, podendo ser usado por pessoas que
tenham noções mínimas computacionais. Não dispensa a presença de um profissional
capacitado para dar-nos os conhecimentos químicos necessários para a utilização do
programa”.
80
“O programa é muito bom e fácil de ser usado. Permite rápido acesso às
informações desejadas”.
“Logicamente, após a instrução e fornecimento da apostila, o programa foi de
fácil manuseio, necessitando apenas de 1 hora e depois treino para aprender na prática
o funcionamento. As variadas opções enriquecem o programa”.
Opções de busca e qualidade de informações
“O programa não é complicado, é fácil encontrar o que desejamos e possui
várias opções de buscas, os elementos encontrados possuem várias informações
importantes, descrevendo-os com detalhes e o desenho do elemento é fácil de visualizar
e aprender”.
“Este programa facilitou a procura de compostos através de suas ferramentas
para a busca das moléculas, sendo feito isto de forma rápida. E também, este programa
permite o englobamento de várias informações como artigos, revistas e o banco de
dados”.
“Bom programa para pesquisar moléculas e compostos através de vários
tópicos, que inclusive podem ser utilizados para fazer uma pesquisa unificada”.
Utilidade do programa em outras disciplinas de química
“O programa é útil para diversas disciplinas, inclusive para a elaboração de
relatórios das disciplinas de laboratório; massa molar, forma cristalina e constantes
físico-químicas podem ser facilmente encontradas para o composto em questão”.
“É útil para ser usado nas demais disciplinas como laboratório de inorgânica
e cristalografia”.
Compreensão de conceitos
“A utilização do programa permitiu um aperfeiçoamento na teoria já
aprendida em sala, e é um programa de fácil manuseio”.
“A utilização do ConQuest foi fundamental a disciplina, porque através do
programa conseguimos aprender conceitos muito importantes de uma maneira
descontraída”.
81
“A utilização do programa na resolução da lista foi de grande utilidade, pois
me incentivou no aprendizado da matéria, o programa é de fácil manuseio e muito
bom”.
Alguns estudantes expressaram também algumas dificuldades encontradas na
utilização do programa, que estão detalhadas nos depoimentos a seguir. Estas
considerações são importantes, pois em uma próxima aplicação do material podemos
enfatizar mais estas funções, para propiciar uma melhor utilização do programa pelos
alunos.
“Não achei simples utilizar o programa ConQuest, pois tive dificuldades em
combinar buscas para encontrar os compostos. Assim, os resultados de boa parte das
buscas eram muito extensos, dificultando o trabalho”.
“Algumas coisas da opção Draw poderiam ser mais facilitadas, como ligar os
átomos, isso precisa de um pouco de treino”.
“A minha queixa sobre o ConQuest, é que não consegui imprimir as fórmulas
das moléculas, achei o caminho muito trabalhoso”.
5.1.2 – Avaliação do Programa Mercury
Em analogia ao programa Classroom ConQuest, como instrumentos de coleta
de dados foram usados os questionários citados anteriormente. A seguir serão
apresentadas as variáveis que foram avaliadas, do ponto de vista computacional e
pedagógico. Seguindo o mesmo método aplicado ao programa Classroom ConQuest, a
partir da análise das respostas dadas aos questionários serão destacados os aspectos do
programa avaliados positiva e negativamente pelos usuários. Desta forma, são
adquiridos indícios sobre a viabilidade do seu uso no meio educacional.
82
Inicialmente serão apresentados os dados relativos ao questionário que avalia a
Qualidade Técnica do programa, que foi por nós respondido, e em seguida os dados
correspondentes ao questionário de Avaliação Pedagógica respondido pelos sujeitos da
pesquisa.
5.1.2.1 – Análise da Qualidade Técnica do Programa
1.
O programa permite portabilidade em outros ambientes de
Hardware:
Sim, o programa pode ser utilizado em qualquer ambiente de hardware desde
que o mesmo possua um sistema operacional gráfico.
2.
O programa exige winchester:
Sim, depois de instalado ele ocupa 16,7 Mb.
3.
O programa exige mais do que 1 Mb de memória principal:
Sim. Quando é ativado um programa, o módulo de controle deste fica residente
na memória principal (RAM).
83
4.
O programa exige placa gráfica:
É necessário ter placa gráfica para a execução do programa.
5.
O programa exige monitor colorido:
O Mercury não exige monitor colorido para ser executado, mas sem este, o
ambiente perde muito em qualidade, pois não poderá ser explorada adequadamente a
diversidade de cores, que contribui significativamente no nível pedagógico. A principal
característica e função do programa Mercury é o de visualização e estudo dos compostos
encontrados no Classroom ConQuest, desta forma podemos destacar que na
representação das moléculas químicas, cada elemento químico contém uma cor
característica.
6.
O programa utiliza vídeo:
O programa não faz uso de vídeo.
7.
O programa utiliza som:
O programa não utiliza nenhum tipo de som na sua execução.
84
8.
O programa exige mouse:
O programa exige o uso do mouse, o que permite que os ambientes de trabalho
sejam mais bem explorados e o programa manipulado de uma forma mais fácil.
5.1.2.2 – Análise Pedagógica do Programa
Como objeto de coleta de dados foi usado um questionário análogo ao do
programa ConQuest. Os dados resultantes da aplicação do questionário de uma forma
geral foram distribuídos segundo a ocorrência das alternativas escolhidas nas questões.
Em seguida uma análise qualitativa será feita tomando por base as respostas dadas nas
questões abertas.
O questionário de avaliação do programa Mercury foi composto por 25
questões:
1) A utilização do programa melhorou a minha habilidade de visualização
espacial.
2) A possibilidade de medidas de ângulos e comprimentos de ligação oferecida
pelo programa favoreceram a minha compreensão de conceitos de Química de
Coordenação.
3) A visualização das moléculas em 3 dimensões permitiu uma melhor
compreensão de conceitos de Química de Coordenação.
4) O programa me forneceu informações que me ajudaram a melhorar o meu
conhecimento sobre Química de Coordenação.
85
5) É muito estimulante utilizar o programa.
6) O programa me proporcionou a oportunidade de poder aprender e me
exercitar de forma ininterrupta, até eu me sentir satisfeito com as respostas.
7) Em alguns momentos perdi a motivação de continuar trabalhando com o
software, pois não é fácil de usá-lo.
8) Achei que o uso deste software estimula o estudante na sua aprendizagem.
9) A utilização deste tipo de recurso tem vantagens sobre textos.
10) Este programa não me trouxe nada de novo e motivador.
11) O que aprendi com o programa tem pouco uso prático.
12) Não gostei do que aprendi com este programa.
13) O programa me permitiu fazer exercícios muito significativos.
14) O nível de exigência do programa é muito alto.
15) NÃO foram suficientes as minhas noções computacionais para poder
explorar o programa e suas potencialidades.
16) A aprendizagem proporcionada pelo programa foi válida.
17) Utilizando este programa, aprendi conceitos e noções que ainda NÃO tinha
compreendido.
18) O software é de fácil manuseio.
19) As cores utilizadas no programa mantêm a atenção do aluno.
20) As letras utilizadas são fáceis de ler.
21) As janelas e os menus descendentes me deixavam confuso.
22) Gostei da forma como é apresentado o programa.
23) O programa apresenta muitas informações por tela.
86
24) Gostei de aprender a trabalhar com recursos e técnicas que anteriormente
não tinha trabalhado.
25) Gostaria de participar novamente de experiências e utilizar materiais
educacionais computadorizados direcionados a disciplinas de Química.
As respostas a essas questões encontram-se ilustradas na Tabela 2.
Em analogia à discussão das respostas apresentadas ao questionário de
avaliação do programa Classroom ConQuest, uma análise geral
das respostas ao
questionário similar destinado ao programa Mercury será realizada a seguir, com base
nos dados apresentados na Tabela 2, ilustrada a seguir.
Sem considerar os Itens 24 e 25 que não são favoráveis ou desfavoráveis ao
programa Mercury, excluindo-se o Item 23, pode-se constatar que nos Itens restantes,
mais de 70% dos estudantes registraram respostas favoráveis, de acordo com a
polaridade. Observando os resultados verificamos que dos 23 Itens relativos ao
programa e sua utilização 10 apresentam mais de 90% de respostas favoráveis
(somatório das respostas concordo totalmente e concordo parcialmente), 9 estão entre 80
e 90%, 3 entre 70 e 80% e apenas o Item 23, como mencionado anteriormente, registra
uma porcentagem abaixo dos 70%, com 55,26% de respostas favoráveis.
87
Tabela 2: Respostas dadas ao Questionário de Avaliação do Programa Mercury. CT =
Concordo Totalmente, CP = Concordo Parcialmente, I = Indeciso, DP = Discordo
Parcialmente, DT = Discordo Totalmente.
Ítem
Polaridade
CT
CP
I
DP
DT
1
+
60,53%
31,58%
2,63%
0,0%
5,26%
2
+
78,95%
18,42%
0,0%
2,63%
0,0%
3
+
71,06%
21,05%
5,26%
2,63%
0,0%
4
+
57,89%
36,85%
2,63%
2,63%
0,0%
5
+
39,47%
44,74%
10,53%
5,26%
0,0%
6
+
23,68%
60,53%
13,16%
2,63%
0,0%
7
-
0,0%
13,16%
0,0%
28,95%
57,89%
8
+
60,53%
28,95%
10,52%
0,0%
0,0%
9
+
44,74%
42,11%
5,26%
7,89%
0,0%
10
-
0,0%
0,0%
2,63%
15,79%
81,58%
11
-
0,0%
2,63%
5,26%
15,79%
76,32%
12
-
0,0%
0,0%
0,0%
5,26%
94,74%
13
+
39,47%
50,00%
10,53%
0,0%
0,0%
14
-
0,0%
5,26%
15,79%
31,58%
47,37%
15
-
2,63%
5,26%
0,0%
15,79%
76,32%
16
+
84,21%
15,79%
0,0%
0,0%
0,0%
17
+
26,32%
44,74%
13,16%
10,53%
5,25%
18
+
50,00%
39,48%
5,26%
5,26%
0,0%
19
+
28,95%
47,37%
18,42%
2,63%
2,63%
20
+
42,11%
42,11%
10,52%
2,63%
2,63%
21
-
0,0%
10,53%
7,89%
28,95%
52,63%
22
+
34,22%
57,89%
5,26%
2,63%
0,0%
23
-
10,53%
13,16%
21,05%
34,21%
21,05%
24
+
81,58%
10,53%
5,26%
0,0%
2,63%
25
+
71,05%
15,79%
10,53%
2,63%
0,0%
88
Nos Itens 1, 2 e 3, que tratam da natureza do programa (visualização e acesso a
parâmetros geométricos), verifica-se que mais de 90% dos estudantes apresentaram
respostas favoráveis. Estes três Itens estão respectivamente relacionados com a melhora
da habilidade de visão espacial através do programa, o acesso a parâmetros geométricos,
melhorando o entendimento de conceitos relacionados a química de coordenação, e a
possibilidade de visualizar as estruturas em 3 dimensões permitindo também uma
melhor compreensão de conceitos. Isso indica que as várias possibilidades oferecidas
pelo programa contribuíram na aprendizagem de conceitos, referentes à química de
coordenação, apoiando o entendimento dos conteúdos estudados e contribuindo para a
resolução dos problemas propostos na disciplina, o que na nossa opinião é altamente
relevante, pois nos oferece parâmetros para concluir que seu uso torna mais efetivo o
processo de ensino-aprendizagem.
O Item 4 refere-se à contribuição do programa para o melhor entendimento dos
conteúdos em química de coordenação. Neste Item 94,74% dos estudantes registraram
respostas favoráveis. A alta porcentagem de respostas favoráveis a este Item reforça o
que é indicado em relação aos Itens 1, 2 e 3, pois também indica o entendimento dos
conteúdos estudados na disciplina e a contribuição efetiva do programa Mercury para a
resolução dos problemas propostos.
As afirmações correspondentes dos Item 5 ao 10 estão relacionados com a
motivação do estudante na utilização do programa. Os Itens 5 e 8 tratam do estímulo
proporcionado pelo programa, do ponto de vista da utilização e da aprendizagem. No
que diz respeito à utilização, 84,21% dos estudantes apresentaram respostas favoráveis e
do ponto de vista da aprendizagem, 89,48% de respostas favoráveis. O Item 6 está
89
relacionado com a satisfação do estudante em aprender e conseguir as respostas
desejadas de forma ininterrupta. Para esta afirmação 84,21% dos estudantes assinalaram
respostas favoráveis. O Item 7 está relacionado com a facilidade de utilização do
programa e foi observado um índice de aprovação de 86,84%. O Item 9 afirma que o
uso de programas computacionais tem vantagem sobre textos no processo de ensinoaprendizagem, 86,85% dos estudantes concordaram com esta afirmação. O Item 10 trata
de uma afirmação de polaridade negativa que relata que o programa não traz nada de
motivador ao estudante, como observado na avaliação do programa Classroom
ConQuest, 97,37% dos estudantes responderam negativamente a esta afirmação
caracterizando então sua resposta favorável a utilização do programa. Isso indica que a
facilidade na utilização do programa, aliado ao estímulo que o mesmo proporciona ao
seu uso e a aprendizagem através dele, indicado pelos altos índices de respostas
favoráveis a estes Itens, contribuíram na motivação do aluno para o uso do programa na
disciplina.
Dos Itens 11 ao 16 observamos afirmações que se relacionam a atitude dos
estudantes em relação ao uso do programa. Os Itens 11, 12 e 16 estão diretamente
relacionados com a aprendizagem proporcionada pelo programa. Os Itens 11 e 12 são de
polaridade negativa, e afirmam, respectivamente, que o que se aprende através do
programa tem pouco uso prático e não gostei do que aprendi com este programa. Para o
Item 11, 92,11% dos estudantes foram desfavoráveis à afirmação e para o Item 12,
verificamos que todos eles (100%) foram contrários à afirmação. Assim como no Item
12, no Item 16, 100% dos estudantes afirmaram que a aprendizagem proporcionada pelo
programa foi válida. No Item 13, que se refere aos exercícios realizados através do
90
programa serem significativos, 89,47% dos estudantes expressaram respostas favoráveis.
No Item 14 temos que 78,95% dos estudantes não consideraram o nível de exigência do
programa muito alto e no Item 15, 92,11% dos estudantes consideraram que suas noções
computacionais foram suficientes para explorar o programa e suas potencialidades. Isso
indica que os estudantes apresentaram atitudes favoráveis à utilização do programa
Mercury, e que gostaram do que aprenderam com ele. As respostas favoráveis a estes
Itens indicam também que os estudantes consideraram que através dele puderam
resolver exercícios significativos e que o mesmo proporcionou uma aprendizagem
válida.
O Item 17, à semelhança do Item 4, diz respeito ao entendimento, através do
programa, de conceitos que ainda não haviam sido compreendidos. Também apresenta
um índice de aprovação animador 71,06% que corrobora a utilidade do programa como
facilitador da aprendizagem de conceitos.
Os Itens 18 a 23 estão relacionados com o manuseio, a apresentação e
linguagem do programa. No Item 18, os alunos são questionados sobre a facilidade de
manuseio do programa, tendo-se verificado um índice de aprovação idêntico ao do
Classroom ConQuest de 89,48%. No Item 19, 76,32% dos estudantes consideraram que
as cores utilizadas pelo programa mantêm a atenção do aluno. Cabe ressaltar que esta
afirmação foi a que apresentou o maior número de alunos indecisos (18,42%). No Item
20, 84,22% dos estudantes concordaram que as letras apresentadas no programa são
fáceis de ler. No Item 21, 81,58% dos estudantes consideram que as janelas e menus
descendentes apresentados pelo programa não os deixaram confusos. Semelhantemente,
no Item 22, 92,11% dos estudantes discordaram que as janelas e menus descendentes os
91
deixavam confusos. Igualmente à avaliação do Classroom ConQuest, o Item 23, do
questionário relativo ao Mercury, foi o que apresentou o resultado mais desfavorável ao
programa, apenas 55,26% dos estudantes apontaram que o programa não apresenta
muitas informações por tela. Este é um Item importante, pois em virtude da quantidade
de informações apresentadas em cada tela o aluno pode se sentir confuso, cansado ou
disperso enquanto estiver utilizando o programa. Apesar do índice de respostas
favoráveis ao Item 23 ter sido baixo, no Item 22, 92,11% dos alunos indicaram ter
apreciado a forma com que o programa é apresentado. Cabe ressaltar que o mesmo
resultado foi obtido neste Item para o programa Classroom ConQuest. Semelhante a
avaliação das mesmas afirmações destinadas ao Classroom ConQuest, os alunos
acharam fácil manusear o programa, gostaram das cores utilizadas e acharam que elas
mantêm a atenção, consideraram as letras fáceis de ler e não se sentiram confusos
durante sua utilização. Apesar de afirmarem que o programa apresenta muitas
informações por tela, gostaram da forma com que é apresentado.
Os Itens 24 e 25 questionaram, respectivamente, os alunos a respeito de terem
ou não gostado de trabalhar com recursos computacionais e se gostariam de participar de
outras atividades que envolvessem ferramentas computacionais. Para estas afirmações
92,11 e 86,84% dos estudantes apresentaram respostas favoráveis. O alto índice de
aprovação a estes Itens corroboram as observações feitas anteriormente aos Itens 24 e
25, relativos ao questionário de avaliação pedagógica do programa Classroom
ConQuest, e que são evidenciadas na avaliação qualitativa da atividade feita pelos
alunos.
92
5.1.2.3 – Análise Qualitativa do Programa
Como descrito na metodologia da pesquisa, a análise qualitativa do programa é
decorrente das respostas dos alunos a uma questão aberta, através da qual os estudantes
puderam expressar suas opiniões em relação à utilização do programa Mercury. Estas
respostas reforçaram as impressões já constatadas na análise das respostas ao
questionário de avaliação pedagógica do programa.
As respostas foram reunidas em categorias que revelam aspectos mais
enfatizados nas respostas dos estudantes. Naturalmente, muitas destas declarações são
abrangentes e podem ser localizadas em mais de uma categoria.
Através da análise das respostas dos estudantes pode ser observado que, quase
na sua totalidade, eles chamaram atenção sobre a possibilidade de visualização espacial
e o acesso aos parâmetros geométricos de cada molécula como sendo um agente
facilitador da aprendizagem.
Facilidade e motivação na utilização
“O programa é bastante motivador já que permite ao aluno trabalhar com
várias moléculas, podendo analisar cada uma delas em seus detalhes, incentivando o
interesse do aluno que as vezes fica muito preso e limitado pelo uso só de livros”.
“Esse programa é de fácil manuseio e possibilita a quem o opera um
complemento, para melhor visualização da Química de Coordenação”.
“O programa é de fácil utilização, fornece uma boa visualização das
moléculas, é muito simples medir distâncias e ângulos”.
93
Compreensão de conceitos
“O Mercury também é uma ferramenta excelente para o desenvolvimento do
aprendizado do aluno. Em conjunto com o CSD, foi possível ter uma visualização mais
concreta dos conceitos”.
“O programa Mercury sem dúvida possibilitou meu aprendizado em muitos
conceitos antes não aprendidos, como o efeito Jahn-Teller. O software é mais exigente
que o ConQuest, mas bem mais interessante”.
“A utilização do programa Mercury auxilia a compreensão das ligações
químicas e das estruturas moleculares, pois fornece uma visão tridimensional das
mesmas”.
Utilidade do programa em outras disciplinas de química
“O programa auxiliou a visualização das moléculas utilizadas para responder
o questionário proposto, sendo que ainda é usado para visualizar mais compostos como
por exemplo os sintetizados no laboratório de química inorgânica”.
“O programa nos permite ter uma noção espacial das moléculas o que é útil
para disciplinas como cristalografia. As imagens também podem ser aproveitadas para
ilustrar trabalhos e relatórios”.
“O Mercury foi o programa que mais gostei, devido a facilidade de visualizar
moléculas, medir o comprimento das ligações e principalmente vê-la
tridimensionalmente e poder girá-la, isto facilita o aprendizado e deveria ser utilizado
em várias matérias”.
Apenas dois estudantes relataram as dificuldades encontradas na utilização do
programa, que estão detalhadas nos depoimentos a seguir. Conforme mencionado
anteriormente, estas considerações são importantes, pois em uma próxima aplicação do
material podemos enfatizar o uso destas funções, visando propiciar uma melhor
utilização do programa pelos alunos.
“...encontrei muitas dificuldades para passar para o Word e para imprimir as
figuras das moléculas”.
94
“...apresenta-se um pouco confuso com relação às cores: o fundo preto que
contem a molécula em 3D muito colorida, pode se tornar um pouco cansativo para a
visão se seu uso for prolongado”.
5.2 – Avaliação da Atividade Proposta
Através da análise das respostas dadas à questão aberta pelos alunos da
disciplina, com relação às suas impressões e/ou sugestões sobre a atividade realizada
(resolução das listas de exercícios propostos), podemos perceber a existência de
percepções distintas. Algumas das percepções verificadas serão relatadas a seguir.
A atividade realizada e a aprendizagem em química
A primeira percepção que podemos destacar sinaliza a efetiva colaboração dos
instrumentos utilizados (programas) na aprendizagem de uma forma geral. Esta
impressão é colocada, via de regra, com as seguintes palavras:
“A atividade foi muito proveitosa pois permitiu conhecer o programa
e seu funcionamento, além de buscar informações necessárias. Fazer os
exercícios com o auxílio do programa tornou a atividade mais prática e
pude aprender mais do que aprenderia apenas com o auxílio de livros”.
“A atividade realizada foi muito proveitosa, pois nos permitiu fazer
uma relação direta com a matéria e o instrumento de trabalho
(programa)”.
“A atividade realizada proporcionou melhor aprendizado e
entrosamento entre os alunos, minha sugestão é que tenhamos mais
atividades envolvendo o programa”.
95
A fixação de conceitos da disciplina
Uma segunda impressão está relacionada com a melhor fixação e aprendizagem
de conceitos ministrados em sala de aula, como também a fixação de conceitos que não
haviam sido compreendidos claramente apenas com a instrução do professor, sobre
química de coordenação, através da utilização dos programas:
“A resolução da lista permitiu uma melhor fixação dos conceitos
aprendidos durante o curso de Química de Coordenação. Eu acho que
sempre deveria haver nos cursos de Química essa interação com o uso de
softwares e os conceitos”.
“O programa me possibilitou uma visão melhor da disciplina. A
resolução via banco de dados facilitou a resolução e a compreensão de
conceitos que haviam ficado um pouco vagos”.
“Na minha opinião, o trabalho realizado auxiliou na compreensão de
conceitos que ainda permaneciam não muito claros. Achei a atividade
extremamente válida”.
As vantagens na utilização das ferramentas disponibilizadas
pelos programas
Nos depoimentos a seguir, além das considerações já apontadas anteriormente,
os estudantes sinalizam a importância de algumas funções dos programas, como a
visualização de estruturas e a medição de ângulos e comprimentos de ligação, no
entendimento dos conceitos apresentados na disciplina:
“A atividade realizada para esta disciplina foi extremamente didática,
uma vez que foi possível trabalhar bastante sobre química de
coordenação e a visualização dos complexos auxiliou no entendimento da
matéria”.
96
“Como o programa conta com a visualização das moléculas em 3D
achei muito melhor a resolução de exercícios com a utilização da base de
dados”.
“A possibilidade de medir ângulos e comprimentos facilitam o
entendimento da matéria”.
As peculiaridades da busca por informações
Podemos observar através de alguns depoimentos que a forma de busca pelas
informações desejadas também chamou a atenção dos alunos, e em um caso pontual um
aluno expressa que a atividade o motivou a procurar informações, sobre uma molécula,
em várias outras fontes:
“A forma de pesquisa é bastante interessante, uma vez que pode ser
pesquisado através de um banco de dados que reúne vários tipos de
revistas e periódicos, incluindo assim compostos de todo o tipo”.
“Achei interessante, principalmente porque motivou a procura em
várias fontes. A atividade de pensar em como procurar a molécula e
depois a pesquisa em livros melhorou o meu conhecimento no assunto”.
A utilização do CSD em outras disciplinas do curso de química
Em alguns depoimentos, os alunos também apontaram que os programas
poderiam ser utilizados em outras disciplinas do curso de química:
“Gostaria de poder usar o software em outras disciplinas, ou um
software análogo. Quanto a disciplina Química Inorgânica B, ela foi sem
dúvida a mais produtiva das 3 inorgânicas, pelo uso do software e
desempenho do professor e monitores”.
“Minha sugestão é apresentar o programa junto com a disciplina
Inorgânica I, porque assim os alunos já conhecerão o programa quando
cursarem Cristalografia e Inorgânica B”.
97
“O uso do programa foi válido, interessante e mais estimulante que
uma prova, com certeza! Várias disciplinas poderiam adotar a utilização
do programa”.
Críticas e sugestões que poderiam vir a aprimorar a realização da atividade
também foram apresentadas pelos alunos e se referiram, principalmente, à limitação do
número de computadores disponíveis na sala da graduação e do tempo disponível para a
conclusão dos exercícios (embora o professor tenha oferecido trinta dias de prazo para a
realização da tarefa).
98
CONSIDERAÇÕES FINAIS
6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
O foco de investigação deste trabalho de mestrado concentrou-se na avaliação
técnica e pedagógica de dois programas computacionais, Classroom ConQuest e
Mercury, e das possibilidades que estes oferecem para o processo de ensinoaprendizagem de química no ensino superior. De modo geral, os estudantes envolvidos
na pesquisa avaliaram positivamente os dois programas quanto aos seus aspectos
pedagógicos.
Os métodos utilizados na pesquisa forneceram resultados coerentes e
compatíveis entre si, como é possível constatar comparando-se as respostas dadas às
vinte e cinco afirmações iniciais com as observações realizadas pelos estudantes nas
questões abertas.
Constatou-se que os programas apresentam potencial para o desenvolvimento
de atividades no ensino superior de química, podendo tornar a aprendizagem mais
motivadora e significativa, principalmente mediante os recursos de visualização e acesso
a parâmetros geométricos das moléculas, propiciando conexões entre conceitos
apresentados em aula de modo eficiente. Também se constatou, através da utilização do
programa Classroom ConQuest, o desenvolvimento de habilidades consideradas
99
CONSIDERAÇÕES FINAIS
importantes na formação de profissionais na área de química, como a procura por
informações bibliográficas.
Com relação à avaliação técnica dos programas podemos concluir que os
mesmos são de fácil utilização em instituições de ensino, devido ao fato serem
acessíveis a computadores comuns do tipo PC.
É também importante destacar a sugestão feita pelos alunos de utilização dos
programas em outras disciplinas, que evidencia a ampla potencialidade de aplicação dos
mesmos.
100
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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v.10, n.1, p.75-99, 2004.
108
ANEXO A
Universidade de São Paulo
Instituto de Química de São Carlos
Manual de Utilização dos Programas Classroom ConQuest
e Mercury
Fábio Batista do Nascimento
Profa. Dra. Salete Linhares Queiroz
São Carlos
2004
109
ANEXO A
Índice
1. O Banco de Dados CSD e a sua utilidade para o
ensino-apredizagem de Química
2. Como fazer buscas no Conquest?
2.1. Opção Draw
2.1.1. Barra de ferramentas do Menu Principal da
Opção Draw
2.2. Opção Author/Journal
2.3. Opção Compound Name
2.4. Opção Elements
2.5. Opção Formula
2.6. Opção All Text
2.7. Opção Refcode (entry ID)
3. Como combinar buscas no ConQuest?
4. Como visualizar os resultados das buscas no
ConQuest?
5. Barra de Ferramentas do Menu Principal do
ConQuest
110
ANEXO A
Índice
6. Como utilizar o Mercury?
6.1. Para que servem os comandos encontrados
no Mercury?
6.2 Barra de Ferramentas do Menu Principal do
Mercury
111
ANEXO A
1. O Banco de Dados CSD e a sua utilidade para o ensino-aprendizagem de
Química
O Banco de Dados CSD é mantido pela Universidade de Cambridge e apresenta
o resultado de estruturas moleculares analisadas por difração de raios-X e/ou nêutrons de
compostos contendo elementos do grupo principal, de compostos orgânicos e
organometálicos e de complexos metálicos. É formado por um grupo de programas para
o estudo de estruturas moleculares que trabalham em conjunto com um sistema de busca
chamado ConQuest. Os programas que formam a base de dados são ilustrados na Figura
1.
Figura 1: programas que
formam o Banco de Dados
CSD.
A base de dados utilizada para o ensino de química é diferente da base que é
utilizada na pesquisa científica. O Banco de Dados CSD utilizado na pesquisa científica
contém o resultado de mais de 280.000 estruturas cristalográficas e é atualizado com
cerca de 600 estruturas/mês que são publicadas em 800 revistas científicas. A cada uma
das estruturas armazenadas no Banco encontra-se associado um código de referência
(REFCODE) que permite localizá-la. Por outro lado a sua modalidade destinada ao
ensino, que está disponível nos computadores da sala Pró-aluno do IQSC-USP,
apresenta em torno de 10900 estruturas solucionadas.
Os programas que estarão disponíveis para a utilização dos alunos são o
Classroom ConQuest, programa responsável pela busca de estruturas na base de dados,
e o Mercury, programa que permite a visualização detalhada das mesmas.
A utilização dos programas Classroom ConQuest e Mercury permite aos alunos
de graduação a realização de exercícios variados, inclusive de maneira personalizada,
acompanhada pela visualização e manipulação tanto da estrutura plana quanto da
estrutura em 3D das moléculas. A possibilidade de acesso a dados particulares como
comprimento de ligação e ângulos de ligação pode favorecer o entendimento de vários
assuntos ministrados em disciplinas da área de Química Inorgânica.
Nos tópicos seguintes do Manual você irá aprender a fazer buscas de estruturas
do seu interesse, utilizando o programa Classroom ConQuest, e a manipulá-las,
utilizando o programa Mercury.
112
ANEXO A
2. Como fazer buscas no ConQuest?
Para fazer buscas no ConQuest você deve construir perguntas (Build Queries)
utilizando uma das opções que constam no lado esquerdo da tela apresentada na Figura
2.
Figura 2: interface do programa ConQuest.
Pode se observar que o programa oferece 11 opções diferentes para montar as
buscas. Considerando que o manual visa o atendimento a alunos da disciplina SQM204Química Inorgânica B, as opções referentes a peptídeo (Peptide), grupo espacial (Space
Group), cela unitária (Unit Cell), densidade Z (Z Density) e experimental
(Experimental) não serão, a princípio utilizadas e, por conseguinte, não se encontram
detalhadas a seguir. Desta forma, você fará a busca de estruturas utilizando as opções:
☻desenho de um fragmento molecular presente na estrutura do composto
(Draw)
☻nome do autor ou do jornal no qual foi publicado a estrutura (Author/Journal)
☻ nome do composto (Compound Name)
☻ elemento (Elements)
☻ fórmula química do composto (Formula)
☻texto (Texto)
☻código de referência (Refcode (entry ID))
113
ANEXO A
Os tópicos a seguir, 2.1 a 2.7, apresentam detalhes de como utilizar cada uma das
opções acima citadas
2.1. Opção Draw
Para fazer buscas através do desenho de um fragmento ou de uma molécula você
utilizará a opção desenho (Draw). Ao clicar nesta opção a seguinte tela será aberta:
Figura 3: interface da janela Draw.
Você pode observar nesta figura, na parte central, a área para se desenhar, ao
lado esquerdo encontram-se os botões de modo para auxílio no desenho. Você poderá
fazer a construção da sua molécula utilizando as opções:
☻construir anéis (RingMaker) permite construir anéis, do tamanho e com os
tipos de ligações que você desejar. A Figura 4 apresenta a tela que será aberta quando
você clica nesta opção. Caso você queira utilizar um dos quatro tipos de anéis que
encontram-se acima da opção RingMaker, precisa apenas clicar uma vez em cima do
anel e outra vez na área de desenho.
114
ANEXO A
Figura 4: interface da opção RingMaker.
☻modelos (Templates) esta opção oferece modelos prontos de moléculas,
algumas das quais são comumente utilizadas como ligantes em compostos de
coordenação.
Ao clicar a opção Templates, você será apresentado a dois caminhos de trabalho. O
primeiro deles, View, abrirá a tela que se encontra ilustrada no lado direito da Figura 5.
Tendo escolhido um dos modelos (por exemplo, o Edta), clique na opção Load (na parte
inferior da tela) e este será transportado para a área de desenho.
115
ANEXO A
Figura 5: interface da janela View, da opção Templates.
O segundo caminho, List, abre uma lista com distintas categorias de moléculas e,
dentro de cada uma destas categorias você poderá escolher aquela que se apresentar mais
conveniente para o seu trabalho. A título de exemplo, encontra-se ilustrado na Figura 6 a
seleção feita para a categoria de ligante contendo átomos de N (N-ligands), sendo o tipo
de molécula escolhida, a fenantrolina (phenanthroline).
116
ANEXO A
Figura 6: interface da janela List, da opção Templates.
☻C, H, N, S, P, F, Cl estas opções permitem a você transportar os átomos para a
área de desenho com um simples clique em cima de cada um deles (Ver Figura 3).
☻qualquer (Any): esta opção permite que se indique na busca um átomo ou
molécula qualquer indicado pelo símbolo X.
☻mais (More): em analogia à opção Any, oferece símbolos que podem ser
utilizados no desenho para se indicar um átomo genérico. Um clique em cima desta
opção abre uma lista que oferece as seguintes alternativas indicadas a seguir com seu
respectivo símbolo que será utilizado no desenho: não hidrogênio (Not Hydrogen (Z)),
qualquer não-metal (Any Non-metal (NM)), qualquer metal (Any Metal (4M)),
qualquer metal de transição (Any Transition Metal (TR)), qualquer halogênio (Any
Halogen (7A)) e outros elementos (Other Elements). Clicando sobre esta última opção
uma tabela periódica (Figura 7) será apresentada, e com apenas um clique no elemento
desejado você o transporta a área de desenho.
117
ANEXO A
Figura 7: interface da tabela que é aberta na opção Other Elements.
☻grupos (Groups): Ao clicar na opção Groups, você será apresentado a dois
caminhos de trabalho. O primeiro deles, View, abrirá a tela que se encontra ilustrada no
lado direito da Figura 8. Tendo escolhido um dos modelos aí apresentados, clique na
opção OK ou Apply (na parte de inferior da tela) e em seguida na área de desenho e este
será aí colocado.
Figura 8: interface da janela View, da opção Groups.
118
ANEXO A
O segundo caminho elenca uma série de grupos (C,H,O only; Silicon; C,H
only; Sulphur; N and C,H or O; Halo; Phosphorus.) que podem ser escolhidos como
modelo. A título de exemplo, encontra-se ilustrado na Figura 9 a seleção feita para a
categoria de ligante contendo átomos de C,H,O somente (C,H,O only), sendo o tipo de
molécula escolhida, a acetyl. Tendo escolhido o modelo desejado, clique em cima da sua
opção e, em seguida, na área de desenho e este será aí colocado.
Figura 9: interface da opção Groups.
☻ligação (Bond): ao clicar na opção Bond, você será apresentado a dois
caminhos de trabalho, conforme ilustra a Figura 10. O primeiro deles, elenca tipos de
ligação (por exemplo, simples (Single); dupla (Double); tripla (Triple); quádrupla
(Quadruple); aromática (Aromatic); polimérica (Polimeric); delocalisada
(Delocalised); π (Pi); qualquer (Any); que podem ser escolhidas para construir a
estrutura desejada. Tendo escolhido o tipo de ligação desejada, clique em cima da sua
opção e, em seguida, na área de desenho.
O segundo caminho indica a opção Variable, que abre a tela menor, à direita,
também ilustrada na Figura 10.
119
ANEXO A
Figura 10: interface da opção Bond e da janela Variable
Além das opções acima mencionadas, disponíveis para utilização a partir da tela
Draw, verificam-se ainda as opções buscar (Search), armazenar (Store) e cancelar
(Cancel) no lado inferior, à direita da tela (apresentadas nas Figuras 3, 6 e 9 e melhor
visualizadas na Figura 6). Ao clicar na opção Search a tela ilustrada na Figura 11 é
aberta. Uma vez que você não fará uso de nenhuma das opções aí existentes, exceto da
opção Start Search, clique nesta opção para iniciar a busca. O resultado desta busca
será apresentado através da visualização da tela visualização dos resultados (View
Results), que será posteriormente detalhada.
120
ANEXO A
Figura11: interface da janela aberta a partir da opção Search
Ao clicar na opção armazenar (Store), a tela apresentada na Figura 12 (Build
Queries) será aberta, indicando o armazenamento da pergunta construída.
Figura 12: interface da janela Build Queries com a pergunta armazenada.
121
ANEXO A
Ao clicar na opção cancelar (Cancel) a tela será cancelada.
2.1.1. Barra de Ferramentas do Menu Principal da Opção Draw
Uma vez que você está construindo sua busca através da opção Draw, as
ferramentas para construção do desenho da estrutura desejada, podem ser encontradas na
barra de menu principal que possui todas as opções que foram descritas anteriormente e
algumas outras. Nesta seção serão apresentadas apenas as opções que ainda não foram
citadas anteriormente e que podem ajudar você na busca por estruturas.
Existe na opção átomos (Atoms) duas ferramentas que podem ajudar a montar
uma busca. A primeira delas é a carga (Charge) e a segunda é número de átomos
ligados (Number of Bonded Atoms). A opção Charge permite a procura por moléculas
positiva ou negativamente carregadas. A Figura 13 apresenta esta opção.
Figura 13: interface da opção Charge.
Após ter clicado na opção de carga desejada a janela apresentada na Figura 14
será aberta pedindo que você selecione o átomo que deseja. Uma vez clicado com o
botão esquerdo do mouse no átomo desejado o mesmo imediatamente será transferido
122
ANEXO A
para o campo Current Selection, como é o caso do átomo de Rutênio na Figura 14. Em
seguida você deve clicar em Done para que sua opção seja transferida a tela do Draw.
Figura 14: janela para que se indique o
átomo selecionado na opção Charge.
Conforme mencionou-se anteriormente, é número de átomos ligados (Number
of Bonded Atoms) que também se situa na opção Atoms, na barra de ferramentas
principal da janela Draw, e permite que você procure um elemento com um número de
coordenação desejado. A Figura 15 apresenta esta opção.
123
ANEXO A
Figura 15: interface da opção Number of Bonded Atoms.
Seguindo o mesmo procedimento descrito na opção anterior uma janela
semelhante a da Figura 14 será aberta para que você selecione o número de ligantes
coordenados ao metal previamente especificado. Na Figura 15 temos o exemplo para a
busca de compostos de Ru com número de coordenação 6.
Na barra de ferramentas principal da janela Draw você encontrará também a
opção ajuda (Help) que contém tutoriais sobre tipos de pesquisas por estruturas que
você pode solicitar para auxiliar na suas pesquisas. A Figura 16 apresenta a opção Help.
124
ANEXO A
Figura 16: interface da opção Help.
2.2. Opção Author/Journal
Para fazer buscas através do nome do autor ou periódico de interesse você deve
clicar na opção autor/jornal (Author/Journal). Ao clicar nesta opção a tela ilustrada na
Figura 17 será aberta.
125
ANEXO A
Figura 17: interface da janela Author/Journal
Você encontrará duas opções de busca nesta tela; na parte superior você poderá
digitar o nome do autor de interesse (o formato de digitação é indicado) e na parte
inferior poderá digitar o nome da revista de interesse. Uma listagem das revistas
contidas no banco encontra-se disponível. Um clique sobre o nome de uma delas,
transporta-a para o campo nome do jornal (Journal Name). Caso você queira delimitar
a sua pesquisa a um determinado volume, intervalo de páginas ou de tempo, utilize os
campos volume (Volume), página (Page) e ano (Year).
As opções Search, Store e Cancel, também mostradas na tela, desempenham as
mesmas funções descritas na opção Draw. A opção Reset permite a edição de uma nova
busca.
2.3. Opção Compound Name
Para fazer buscas através do nome do composto de interesse você deve clicar na
opção nome do composto (Compound Name). Ao clicar nesta opção a tela ilustrada na
126
ANEXO A
Figura 18: interface da janela Compound Name.
Você encontrará o campo (Compound Name) para digitar o nome do composto
de interesse. Caso a sua busca tenha por objetivo localizar um composto a partir da
indicação de dois dos seus componentes, você deverá clicar na opção New Box e mais
um campo, idêntico ao já apresentado, estará disponível para a digitação. Por exemplo,
para encontrar compostos de rutênio contendo o ligante piridina, você deve digitar a
palavra ruthenium no primeiro campo e pyridine no segundo campo, conforme ilustra a
Figura 19.
Figura 19: interface da janela Compound Name, utilizando a opção New Box.
busca.
127
ANEXO A
2.4.Opção Elements
Para fazer buscas de compostos através de um ou mais elementos nele contidos
você deve clicar na opção elementos (Elements). Ao clicar nesta opção a tela ilustrada
na Figura 20 será aberta.
Figura 20: interface da janela Elements
Você encontrará duas opções de busca nesta tela, que serão utilizadas na
realização das suas atividades. Na parte superior você poderá digitar o(s) elemento(s) de
interesse no campo Elements Required to be Present. Logo abaixo se encontra a opção
Select from Table que abrirá uma tabela periódica (Figura 21). Um clique sobre
elemento(s) na tabela e um outro clique posterior na opção Done, na parte inferior
direita da Figura 21, transporta-o(s) para o campo anteriormente mencionado.
Observe que se dois ou mais elementos forem especificados, a busca conduzirá a
estruturas que contenham todos os elementos.
busca.
128
ANEXO A
Figura 21: interface da opção Select from Table.
2.5. Opção Formula
Para fazer buscas através da fórmula do composto de interesse você deve clicar
na opção fórmula (Formula). Ao clicar nesta opção a tela ilustrada na Figura 22 será
aberta.
Figura 22: interface da janela Formula
129
ANEXO A
Você encontrará duas opções de busca nesta tela; na parte superior você poderá
digitar a fórmula de interesse e logo abaixo encontra-se a opção Select from Table que
abrirá uma tabela periódica (Figura 21). Um clique sobre um elemento e um outro clique
posterior na opção Done, na parte inferior direita da Figura 21, transporta-o para o
campo Formula.
busca.
2.6. Opção All Text
Para fazer buscas de compostos através de um texto, como por exemplo,
encontrar cristais de uma cor específica ou estruturas cuja sua configuração absoluta foi
determinada pelo método de Raio-X, você deve clicar na opção todo o texto (All Text).
Ao clicar nesta opção a tela ilustrada na Figura 23 será aberta.
Figura 23: interface da janela All Text.
Você encontrará duas opções de busca nesta tela; no lado direito você poderá
digitar o texto de interesse e do lado esquerdo uma listagem com opções de texto
encontra-se disponível. Um clique sobre um deles, transporta-o para o campo de
digitação.
130
ANEXO A
Caso a sua busca tenha por objetivo localizar um composto a partir da indicação
de duas características, você deverá clicar na opção New Box e mais um campo,
idêntico ao já apresentado, estará disponível para a digitação. Por exemplo, para
encontrar compostos contendo metanol e solvatado, você deve digitar a palavra
methanol no primeiro campo e solvate no segundo campo (Figura 24).
busca.
Figura 24: interface da janela All Text, utilizando a opção New Box.
2.7. Opção Refcode (entry ID)
Para fazer buscas através do código de referência do composto de interesse você
deve clicar na opção Refcode (entry ID). Ao clicar nesta opção a tela ilustrada na
131
ANEXO A
Figura 25: interface da janela Refcode (entry ID).
Você deverá digitar o código de referência do composto de interesse, por exemplo,
BAJFIB e, em seguida, deve clicar na opção Find. Imediatamente é apresentada uma
segunda tela ilustrando o composto correspondente ao código.
3. Como combinar buscas no ConQuest?
Para combinar buscas no ConQuest você, primeiro deve ter ao menos duas
buscas construídas, depois na tela Build Queries marque na opção use esta
pergunta?(use this query?), como demonstrado na Figura 26.
Figura 26: interface da tela Build Queries com as buscas indicadas.
132
ANEXO A
Uma vez tendo realizado o passo anterior, vá até a tela combina perguntas
(Combine Queries). Clique com o botão esquerdo do mouse e com ele pressionado
sobre a janela Query 1, arraste-a para uma das janelas no lado esquerdo (must have,
must not have, must have at least one of) conforme sua opção de busca, como
indicado na Figura 27.
Figura 27: interface da tela Combine Queries.
Combinações de buscas podem ser utilizadas para encontrar estruturas que
simultaneamente satisfazem duas ou mais condições, por exemplo na Figura 27 será
realizada a busca de estruturas que contêm Porfirina e Rutênio.
A opção Search, também mostrada na tela, desempenha a mesma função descrita
na opção Draw. A opção Reset permite a edição de uma nova busca.
4. Como visualizar os resultados das buscas no ConQuest?
Uma vez que suas buscas foram construídas e executadas pelo ConQuest, os
resultados são mostrados na tela View Results como é mostrado na Figura 28.
133
ANEXO A
Figura 28: interface da tela View Results.
No lado direito da Figura 28 você observa os códigos de referência das estruturas
que foram encontradas no banco a partir da busca construída. No lado esquerdo da tela
estão as informações que o banco disponibiliza sobre a estrutura encontrada:
☻ Author/Journal: informação bibliográfica.
☻ Chemical: nome do composto, fórmula, cor, ponto de fusão, etc.
☻ Crystal: célula unitária e informação sobre grupo espacial.
☻ Experimental: informação sobre condições experimentais, precisão e
exatidão.
☻ Diagram: diagrama estrutural químico.
☻ 3D Visualiser: mostra a molécula em 3D.
☻ CSD Internals: informações internas do banco.
☻ Search Overview: um resumo da busca construída.
134
ANEXO A
5. Barra de Ferramentas do Menu Principal do ConQuest
Uma vez tendo feito suas buscas no ConQuest você tem as seguintes opções no
menu principal, na parte superior da tela, que são demonstradas na Figura 29.
Figura 29: interface da janela View Results com a opção File aberta.
Você tem as seguintes opções a sua disposição clicando na opção File no menu
principal na parte superior da tela (vão ser aqui descritas apenas as que interessam na
realização dos trabalhos da disciplina):
☻New Window: abre uma nova janela do ConQuest.
☻Save Search As...: permite que você salve em seu computador uma pesquisa
que tenha feito para que depois retorne no ponto em parou.
☻Write PDF file to view/print: abre um arquivo PDF sobre a pesquisa feita no
ConQuest e as estruturas planas das moléculas encontradas no banco. A Figura 30
apresenta o arquivo montado. Uma vez selecionada esta opção uma janela vai ser aberta
onde você seleciona o formato do arquivo que você deseja montar e em seguida clique
na opção Write para que o arquivo seja criado. Com o arquivo pronto você pode,
utilizando as ferramentas do Acrobat Reader, por exemplo, recortar a figura plana da
molécula de interesse para que utilize em relatórios ou trabalhos, não precisando utilizar
um software de modelagem molecular.
135
ANEXO A
Figura 30: interface do arquivo PDF.
☻View Entries in Mercury: exporta os compostos encontrados no
ConQuest para o programa Mercury, que será descrito na próxima seção deste manual.
Você ainda encontra na barra de ferramentas principal do ConQuest a opção
Help, no qual além das informações que foram descritas na seção 2.1.1. Barra de
Ferramentas do Menu Principal da Opção Draw se encontra ainda informações sobre
a licença de uso do ConQuest.
136
ANEXO A
6. Como utilizar o Mercury?
O programa Mercury possibilita o estudo e a visualização em 3 dimensões (3D)
das estruturas encontradas em sua busca no programa ConQuest. O programa Mercury
possibilita:
1. A visualização de estruturas em várias cores e estilos;
2. A observação da existência de ligações do tipo pontes de hidrogênio, além de outros
tipos de interações intermoleculares tanto fortes quanto fracas;
3. A visualização expandida para um fragmento da rede, permitindo assim uma melhor
observação das interações intermoleculares;
4. A visualização do número e da posição das estruturas dentro da cela unitária;
5. A medição de parâmetros geométricos.
Estas funções serão detalhadas nos próximos capítulos deste manual. A Figura 31
apresenta a interface que o programa Mercury.
Figura 31: interface do programa Mercury.
137
ANEXO A
Quando você exporta os resultados da pesquisa feita no ConQuest para o
programa Mercury, como descrito na seção 2.10 deste manual no caminho View Entries
in Mercury, a tela da Figura 31 é imediatamente aberta.
Como pode ser observado ao lado direito da figura estão os códigos de referência
de todas as estruturas encontradas na sua pesquisa. Ao centro você visualiza a estrutura
selecionada entre as demais. Na parte superior e inferior estão os comandos que podem
ser utilizados para o melhor estudo das estruturas de seu interesse.
6.1. Para que servem os comandos encontrados no Mercury?
Conforme mencionou-se anteriormente o programa Mercury oferece uma série
de facilidades para que você faça um estudo detalhado das estruturas de seu interesse. A
partir de agora vamos detalhar as ferramentas que você poderá utilizar e que foram
mostradas na Figura 31.
☻usando a opção modos de seleção (Picking Mode): clicando nesta opção, as
seguintes possibilidades são oferecidas, conforme ilustra a figura 32, rotular (Label),
medir distância (Measure Distance), medir ângulo (Measure Angle), medir torção
(Measure Torsion) e expandir contatos (Expand Contacts). As opções que serão úteis
para a resolução dos problemas a você apresentados serão discutidas a seguir. Você pode
através da opção rotular (Label) identificar os elementos e sua posição apenas clicando
sobre o mesmo com o botão esquerdo do mouse. Através da opção medir distância
(Measure Distance), você pode medir a distância entre átomos do composto analisado,
clicando com o botão esquerdo do mouse sobre os átomos de interesse para saber a
distância que os dois se encontram. Através da opção medir ângulo (Measure Angle),
você pode medir ângulos entre átomos de seu interesse utilizando o mesmo caminho
descrito anteriormente, mas clicando desta vez em três átomos diferentes. A Figura 32
apresenta a opção Picking Mode. Novamente, levando em conta as atividades que você
desenvolverá, descrevemos as formas de utilização dos seguintes comandos:
138
ANEXO A
Figura 32: interface da opção Picking Mode.
☻usando a opção limpar medições (Clear Measurements): clicando nesta opção
ilustrada na Figura 32 ao lado da opção Picking Mode, você apaga a medição feita
anteriormente, tanto de comprimento como de ângulo de ligação.
☻usando a opção cor (Colour): clicando nesta opção, as seguintes possibilidades
são oferecidas, por elemento e por simetria equivalente. Apenas o comando por
elemento (by Element) será utilizado por você. Neste caso, selecione os elementos que
deseja mudar de cor clicando sobre eles com o botão esquerdo do mouse. Em seguida
clique na opção Colours e escolha o cor para colorir os átomos selecionados, como
ilustrado na Figura 33.
139
ANEXO A
Figura 33: exemplo da opção Colour.
☻usando a opção estilo (Style): clicando nesta opção você pode mudar o estilo
com o qual a molécula está apresentada. Você possui as seguintes opções para mudança
de estilo: armação de arame (Wireframe), ilustrada na Figura 34; bastões (Capped
Sticks), ilustrada na Figura 35; bolas e bastões (Ball and Stick), ilustrada na Figura 36 e
espaços ocupados (Spacefill), ilustrada na Figura 37.
140
ANEXO A
Figura 34: exemplo do estilo Wireframe.
Figura 35: exemplo da opção Capped Sticks
141
ANEXO A
Figura 36: exemplo da opção Ball and Stick.
Figura 37: exemplo da opção Spacefill.
142
ANEXO A
☻usando a opção (zoom – zoom +): através desta opção você pode aumentar ou
diminuir o tamanho da estrutura de interesse. A opção zoom – zoom + está ilustrada a
seguir:
☻usando as opções ← → ↓ ↑: através dessas opções você pode movimentar sua
molécula para cima, para baixo ou para os lados. Esta opção está ilustrada a seguir:
☻usando as opções x –90 x +90 y –90 y +90 z –90 z +90: através dessas opções
você pode girar sua molécula em 90 graus no eixo de sua escolha. Esta opção está
ilustrada a seguir:
☻usando as opções x- x+ y- y+ z- z+: através dessas opções você pode girar a
molécula no eixo de sua escolha na forma que desejar. Esta opção está ilustrada a seguir:
☻usando as opções a b c a* b* c*: através dessas opções você pode visualizar
sua estrutura ao longo dos eixos cristalográficos. Esta opção está ilustrada a seguir:
Além das opções apresentadas temos ainda duas caixas de diálogo na parte
inferior da tela do Mercury como pode ser observado na Figura 31, exposição (Display)
e opções (Options), as quais apresentam outras alternativas de trabalho. A caixa de
diálogo Options é detalhada a seguir. O mesmo não ocorre com a caixa de diálogo
Display, uma vez que esta não é relevante para a realização das suas tarefas.
☻ opções (Options): nesta caixa encontra-se três opções. A primeira delas é
mostrar hidrogênios (Show hydrogens) que permite a você selecionar se os hidrogênios
serão ou não ilustrados na estrutura do composto. A segunda, mostrar eixos da cela
(Show cell axes) permite a você selecionar os eixos de uma cela unitária. A última,
rotular átomos (Label atoms) permite a você selecionar todos os átomos do composto e
rotulá-los.
143
ANEXO A
6.2. Barra de Ferramentas do Menu Principal do Mercury
A barra de menu principal do Mercury contêm todas as opções que foram
descritas anteriormente que também podem ser acessadas apenas com um clique no
botão direito do mouse sobre a tela do Mercury. Ademais você pode ainda usar as
opções da barra de ferramentas para salvar uma busca clicando em File e depois Save
as... para depois retornar no lugar onde parou. Por fim existe ainda a opção Help,
ilustrada na figura 38, que apresenta tutoriais e informações sobre a utilização do
Mercury.
Figura 38: opção Help.
144
ANEXO B
Lista de Exercícios – Resolução Via Banco de Dados CSD
(Data de Devolução: 22/04/2004)
1. Construa e armazene duas buscas, uma para Cr2+ e uma para estruturas
publicadas na revista J.Chem.Soc.,Dalton Trans. Em seguida combine as duas
buscas (Combine Queries) e a partir das estruturas localizadas no banco indique
uma que possua efeito Jahn-Teller e outra que não possua. Justifique sua resposta
com base nos comprimentos de ligação presentes em cada uma delas.
2. Os compostos de coordenação apresentam dois tipos de isomeria geométrica, a
isomeria cis-trans e a isomeria mer-fac. Localize no banco exemplos de
complexos de rutênio mononucleares que possuam nas suas estruturas pelo
menos um átomo de Cl e que permitam a você exemplificar estes dois tipos de
isomeria. Uma vez escolhidos os complexos, dê todos os isômeros geométricos
possíveis para cada um deles. Dê o estado de oxidação, a soma dos elétrons d e o
número de coordenação do metal.
3. Encontre no banco os compostos FOHCOU04 e VOCPAE01. Considerando a
série espectroquímica dos ligantes dê a configuração eletrônica “d” dos metais.
Diga se cada um deles é diamagnético ou paramagnético. Dê o número de
elétrons desemparelhados no caso de complexos paramagnéticos.
4. Faça uma procura no CSD por compostos que possuam o íon Fe2+. Dentre os
compostos encontrados escolha um que esteja ligado a pelo menos 2 ligações MN, compare os comprimentos de ligação M-N e explique sua geometria
considerando a TLV e a TCC.
5. Localize no banco um complexo de Cr mononuclear hexacoordenado contendo
cinco ligantes CO e um ligante qualquer X para cada um dos autores:
C.Bianchini, D.J.Darensbourg, N.K.Lokanath, M.R.Bryce. Monte uma tabela
mostrando o comprimento das ligações M-C (C da molécula de CO) e M-X.
Compare os valores encontrados e justifique a diferença presente nestes valores
com base nos seus conhecimentos sobre o caráter da ligação π em complexos de
metais de transição.
6. Elabore e solucione um exercício direcionado a alunos da disciplina SQM204
(Química Inorgânica B) que envolva assunto(s) ministrado(s) sobre Química de
Coordenação. Considere que os alunos deverão usar o banco de dados CSD para
resolução do mesmo.
OBS: Cada uma das estruturas por você escolhida para resolução dos problemas deve ser
indicada pelo seu código de referência.
OBS: Para cada um dos exercícios por você resolvido apresente o caminho seguido
dentro dos programas ConQuest e/ou Mercury.
145
ANEXO B
1. Localize no banco os compostos PUJBEB e GIDHAC10. A partir das estruturas
localizadas indique qual possui efeito Jahn-Teller. Justifique sua resposta com
base nos comprimentos de ligação presentes em cada uma delas.
isomeria cis-trans e a isomeria mer-fac. Localize a partir de uma busca para os
autores O.Renn, B.R.James e A.L.Rheingold complexos que permitam a você
exemplificar estes dois tipos de isomeria. Para qualquer um dos autores escolha
dois complexos um que apresente cis-trans e outro que apresente isomeria merfac. Uma vez escolhidos os complexos, dê todos os isômeros geométricos
possíveis para cada um deles, o estado de oxidação, a soma dos elétrons d e o
número de coordenação do metal.
3. Encontre no banco complexos de metais de transição coordenados a seis ligantes
haletos. Dentre os complexos localizados escolha dois com metais diferentes.
Considerando a série espectroquímica dos ligantes dê a configuração eletrônica
“d” dos metais. Diga se cada um deles é diamagnético ou paramagnético. Dê o
número de elétrons desemparelhados no caso de complexos paramagnéticos.
4.
Faça uma procura no CSD por compostos que possuam o íon Co3+. Dentre os
compostos encontrados escolha um que esteja ligado a pelo menos 2 moléculas
de NH3, compare os comprimentos de ligação M- NH3 e explique sua geometria
considerando a TLV e a TCC.
5. Construa e armazene duas buscas, uma para tungstênio hexacoordenado
contendo cinco ligantes CO e um ligante qualquer X e uma para estruturas
publicadas na revista Chem.Ber. Em seguida combine as duas buscas (Combine
Queries) e a partir das estruturas monucleares localizadas monte uma tabela
146
ANEXO B
1. Construa e armazene duas buscas, uma para Cu hexacoordenado e uma para
estruturas publicadas na revista Inorg.Chem. Em seguida combine as duas buscas
(Combine Queries) e a partir das estruturas localizadas no banco indique uma
que possua efeito Jahn-Teller e outra que não possua. Justifique sua resposta com
base nos comprimentos de ligação presentes em cada uma delas.
isomeria cis-trans e a isomeria mer-fac. Localize no banco exemplos de
complexos de molibdênio mononucleares hexacoordenados que possuam nas
suas estruturas pelo menos um haleto e que permitam a você exemplificar estes
dois tipos de isomeria. Uma vez escolhidos os complexos, dê todos os isômeros
geométricos possíveis para cada um deles, o estado de oxidação, a soma dos
elétrons d e o número de coordenação do metal.
3. Encontre no banco complexos de metais de transição coordenados a seis ligantes
CN-. Compare os comprimentos de ligação M-CN. Dentre os complexos
localizados escolha dois com metais diferentes. Considerando a série
espectroquímica dos ligantes dê a configuração eletrônica “d” dos metais. Diga
se cada um deles é diamagnético ou paramagnético. Dê o número de elétrons
desemparelhados no caso de complexos paramagnéticos.
4. Utilizando a opção Autor/Journal, faça uma busca para os autores Y.Yamamoto,
E.Sappa e E.Castellano. Escolha uma molécula dentre as localizadas e explique
sua geometria segundo a TLV e a TCC.
5. Localize no banco complexos de rênio mononucleares hexacoordenados
contendo cinco ligantes CO e um ligante qualquer X. Monte uma tabela
147
ANEXO B
1. Faça uma procura no banco de dados CSD por compostos hexacoordenados
mononucleares de cobalto contendo dois ligantes haletos. A partir das estruturas
localizadas indique uma que apresente e outra que não apresente efeito JahnTeller. Justifique suas escolhas com base nos comprimentos de ligação
observados nos complexos selecionados.
isomeria cis-trans e a isomeria mer-fac. Localize no banco pelo menos dois
exemplos de complexos de titânio hexacoordenados que permitam a você ilustrar
estes dois tipos de isomeria. Uma vez escolhidos os complexos, dê todos os
isômeros geométricos possíveis para cada um deles, o estado de oxidação, a
soma dos elétrons d e o número de coordenação do metal.
3. Encontre no banco os compostos PNIMNC10 e TMAPTF01. Considerando a
série espectroquímica dos ligantes dê a configuração eletrônica “d” de cada um
deles e diga se são diamagnéticos ou paramagnéticos Dê o número de elétrons
desemparelhados no caso de complexos paramagnéticos.
4. Faça uma procura no CSD por compostos que possuam o manganês coordenado
a dois haletos. Compare os comprimentos de ligação M-Haleto. A partir de um
composto escolhido, explique sua geometria considerando a TLV e a TCC.
5. Localize no banco complexos de molibdênio mononucleares hexacoordenados
contendo cinco ligantes CO e um ligante qualquer X. Monte uma tabela
148
ANEXO C
1) Nome:
2) Responda o questionário abaixo marcando com um X na opção desejada.
Questionário de Avaliação do Programa
Concordo
Totalmente
Classroom ConQuest
Concordo
Parcialmente
Indeciso
Discordo
Parcialmente
Discordo
Totalmente
O programa me ajudou a
desenvolver noções que posso
utilizar para fazer buscas em outras
bases de dados.
O programa me permite localizar a
informação
que
necessito
rapidamente.
Através do programa aprendi como
fazer buscas por referências
bibliográficas.
O
programa
me
forneceu
informações que me ajudaram a
melhorar o meu conhecimento
sobre Química de Coordenação.
É muito estimulante utilizar o
programa.
O programa me proporcionou a
oportunidade de poder aprender e
me exercitar de forma ininterrupta,
até eu me sentir satisfeito com as
respostas.
Em alguns momentos perdi a
motivação de continuar trabalhando
com o software, pois não é fácil de
usá-lo.
Achei que o uso deste software
estimula o estudante na sua
aprendizagem.
A utilização deste tipo de recurso
tem vantagens sobre textos.
Este programa não me trouxe nada
de novo e motivador.
O que aprendi com o programa tem
pouco uso prático.
Não gostei do que aprendi com este
programa.
O programa me permitiu fazer
exercícios muito significativos.
O nível de exigência do programa é
muito alto.
NÃO foram suficientes as minhas
noções computacionais para poder
explorar o programa e suas
potencialidades.
149
ANEXO C
A aprendizagem proporcionada pelo
programa foi válida.
Utilizando este programa, aprendi
conceitos e noções que ainda NÃO
tinha compreendido.
O software é de fácil manuseio.
As cores utilizadas no programa
mantêm a atenção do aluno.
As letras utilizadas são fáceis de ler.
As janelas e os menus descendentes
me deixavam confuso.
Gostei da forma como é
apresentado o programa.
O programa apresenta muitas
informações por tela.
Gostei de aprender a trabalhar com
recursos
e
técnicas
que
anteriormente não tinha trabalhado.
Gostaria de participar novamente de
experiências e utilizar materiais
educacionais
computadorizados
direcionados a disciplinas de
Quimica.
3) Expresse abaixo sua opinião em relação à utilização do programa ConQuest.
4) Apresente abaixo suas impressões e/ou sugestões sobre a atividade realizada na
disciplina Química Inorgânica B (resolução de exercícios via base de dados CSD).
150
ANEXO C
1) Nome:
2) Responda o questionário abaixo marcando com um X na opção desejada.
Questionário de Avaliação do Programa Mercury
Concordo
Totalmente
Concordo
Parcialmente
Indeciso
Descordo
Parcialmente
Descordo
Totalmente
A utilização do programa
melhorou a minha habilidade de
visualização espacial.
A possibilidade de medidas de
ângulos e comprimentos de
ligação oferecida pelo programa
favoreceram
a
minha
compreensão de conceitos de
Química de Coordenação.
A visualização das moléculas em
3 dimensões permitiu uma
melhor compreensão de conceitos
de Química de Coordenação.
O programa me forneceu
informações que me ajudaram a
melhorar o meu conhecimento
sobre Química de Coordenação.
É muito estimulante utilizar o
programa.
O programa me proporcionou a
oportunidade de poder aprender e
me
exercitar
de
forma
ininterrupta, até eu me sentir
satisfeito com as respostas.
Em alguns momentos perdi a
motivação
de
continuar
trabalhando com o software, pois
não é fácil de usá-lo.
Achei que o uso deste software
estimula o estudante na sua
aprendizagem.
A utilização deste tipo de recurso
tem vantagens sobre textos.
Este programa não me trouxe
nada de novo e motivador.
O que aprendi com o programa
tem pouco uso prático.
Não gostei do que aprendi com
este programa.
O programa me permitiu fazer
exercícios muito significativos.
O nível de exigência do programa
é muito alto.
151
ANEXO C
NÃO foram suficientes as minhas
noções computacionais para
poder explorar o programa e suas
potencialidades.
A aprendizagem proporcionada
pelo programa foi válida.
Utilizando este programa, aprendi
conceitos e noções que ainda
NÃO tinha compreendido.
O software é de fácil manuseio.
As cores utilizadas no programa
mantêm a atenção do aluno.
As letras utilizadas são fáceis de
ler.
As janelas e os menus
descendentes
me
deixavam
confuso.
Gostei da forma como é
apresentado o programa.
O programa apresenta muitas
informações por tela.
Gostei de aprender a trabalhar
com recursos e técnicas que
anteriormente
não
tinha
trabalhado.
Gostaria de participar novamente
de experiências e utilizar
materiais
educacionais
computadorizados direcionados a
disciplinas de Quimica.
3) Expresse abaixo sua opinião em relação à utilização do programa Mercury.
152

como recurso para o ensino-aprendizagem de Química: ações

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