ver/abrir - Repositório do Departamento de Ciência da Computação

Universidade de Brasília
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Ciência da Computação
O uso do Moodle como plataforma de gestão
para o curso de Biologia Molecular do
Instituto de Biologia da UnB
Enzo Carlos Damo
Monografia apresentada como requisito parcial
para conclusão do Curso de Computação – Licenciatura
Orientadora
Prof .̄ Maria Emília Machado Telles Walter
a
Brasília
2007
Universidade de Brasília – UnB
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Ciência da Computação
Curso de Computação – Licenciatura
Coordenadora: Prof a.̄ Priscila América Solis Mendez Barreto
Banca examinadora composta por:
Prof a.̄ Maria Emília Machado Telles Walter (Orientadora) – CIC/UnB
Prof. Marco Aurélio de Carvalho – CIC/UnB
Prof. Marcelo de Macedo Brígido – CEL/UnB
CIP – Catalogação Internacional na Publicação
Damo, Enzo Carlos.
O uso do Moodle como plataforma de gestão para o curso de Biologia
Molecular do Instituto de Biologia da UnB / Enzo Carlos Damo.
Brasília : UnB, 2007.
46 p. : il. ; 29,5 cm.
Monografia (Graduação) – Universidade de Brasília, Brasília, 2007.
1. Educação à Distância, 2. Moodle, 3. Biologia Molecular,
4. Síntese de Proteínas
CDU 004
Endereço:
Universidade de Brasília
Campus Universitário Darcy Ribeiro – Asa Norte
CEP 70910–900
Brasília – DF – Brasil
Universidade de Brasília
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Ciência da Computação
O uso do Moodle como plataforma de gestão
para o curso de Biologia Molecular do
Instituto de Biologia da UnB
Enzo Carlos Damo
Monografia apresentada como requisito parcial
para conclusão do Curso de Computação – Licenciatura
Prof a.̄ Maria Emília Machado Telles Walter (Orientadora)
CIC/UnB
Prof. Marco Aurélio de Carvalho
CIC/UnB
Prof. Marcelo de Macedo Brígido
CEL/UnB
Prof .̄a Priscila América Solis Mendez Barreto
Coordenadora do Curso de Computação – Licenciatura
Brasília, 27 de Julho de 2007
Agradecimentos
Agradeço à minha orientadora, pela dedicação com que me ajudou neste
projeto, e à minha família, por estar sempre ao meu lado.
Resumo
Ao longo da história, a Educação assumiu diferentes características, sendo
conhecidos diversos métodos para os processos de ensino/aprendizagem.
Particularmente, novos meios, como o rádio e a televisão, possibilitaram
ampliar estes processos além da sala-de-aula tradicional e da relação entre
um professor e seus alunos. Além disso, o rápido avanço no desenvolvimento e uso de novas tecnologias, como o computador e a internet, ajudaram a disseminar um novo paradigma, a Educação à Distância (EAD), pois
disponibilizam ferramentas que permitem comunicação à distância, armazenamento de arquivos e discussão de tópicos on-line. Existem muitas ferramentas que podem ser utilizadas para gestão de cursos em EAD, como o
Moodle, que é amplamente utilizado na Universidade de Brasília (UnB). O
Moodle possibilita a organização e gerenciamento de recursos didáticos, e
facilita a comunicação entre os alunos e os professores. A disciplina Biologia
Molecular, ministrada pelo Instituto de Biologia da UnB, já tem recursos de
página na internet, mas pode utilizar muitos outros recursos do Moodle que
certamente irão aprimorar o curso.
Neste trabalho, apresentamos a criação, no Moodle, de um ambiente que
permite a gestão da disciplina Biologia Molecular do Instituto de Biologia
da UnB. Além disso, desenvolvemos animações, utilizando a ferramenta
Flash, para complementar o conteúdo do curso organizado no Moodle. As
animações simulam processos biológicos que ocorrem nas células durante a
síntese de proteínas.
Palavras-chave: Educação à Distância, Moodle, Biologia Molecular, Síntese de Proteínas
Abstract
Along the history, education has shown different characteristics, and many
methods for the teaching/learning process are known. Particulaly, new medias, like radio and television, allowed to change this process beyond the
traditional classrooms and the teacher and students relationships. Besides, rapid advances on the development and use of new technologies, like
computer and internet, helped to spread a new paradigm, the long distance
education (LDE), basically because they allowed tools for distance communication, file storage and on-line discussion. There are many tools that can
be used to manage LDE courses, like Moodle, that is commonly used on the
University of Brasilia (UnB). Moodle allows organization and management
of didatic resources, and facilitates the communication among students and
teachers. The molecular biology discipline, given by the Institute of Biology
from UnB, already has an internet page, but it could use many more Moodle
resources that certainly would improve the course.
In this work, we present the creation, using Moodle, of an environment
that allows the management of the molecular biology discipline, given by
the Institute of Biology from UnB. Besides, we developed animations, using
Flash tool, to complement the content of the course organized on the Moodle. The animations simulate the biological processes occuring on the cells
during the protein synthesis.
Keywords: Distance Education, Moodle, Molecular Biology, Protein Synthesis
Sumário
Lista de Figuras
8
Lista de Tabelas
10
Capítulo 1 Introdução
11
Capítulo 2 Educação a Distância
2.1 Conceitos básicos de Educação .
2.2 Conceitos básicos de EAD . . .
2.3 Ferramentas . . . . . . . . . . .
2.4 Avaliação . . . . . . . . . . . . .
2.5 Políticas de EAD no Brasil . . .
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19
Capítulo 3 Moodle
3.1 Instalação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Formas de Utilização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
22
22
26
Capítulo 4 Biologia Molecular
4.1 DNA . . . . . . . . . . . . .
4.2 RNA . . . . . . . . . . . . .
4.3 Proteínas . . . . . . . . . .
4.4 Síntese de Proteínas . . .
30
30
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Capítulo 5 A disciplina Biologia Molecular no Moodle
37
5.1 Gestão do Curso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2 A Síntese de Proteínas em Flash . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Capítulo 6 Conclusões e Trabalhos Futuros
43
Lista de Figuras
1.1 Cinco principais categorias de acesso domiciliar à Internet [15] 12
3.1 Tela do Moodle a) Canto esquerdo da tela b) Espaço central
da tela c) Canto direito da tela . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Layout do Moodle antes de ativar edição . . . . . . . . . . . . .
3.3 Layout do Moodle após ativar edição . . . . . . . . . . . . . . .
3.4 Layout do ícones de edição, respectivamente, mover para a
direita; mover; atualizar; cancelar; e ocultar. . . . . . . . . . .
3.5 Tela para envio de arquivos por parte do professor para o Moodle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6 Layout do Flash. (a) Linha de Tempo. (b) Camadas. (c) Quadros. (d) Ferramentas. (e) Palco. (f) Propriedades. (g) Misturador de Cores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7 Interpolação de Movimento, primeiro quadro. (a) Camada
onde está a figura. (b) Figura. (c) Guia de movimento. (d)
Primeiro quadro da camada onde está a figura. (e) Seta indicando que há interpolação de movimento. (f) Último quadro da animação (quadro chave). (g) Linha desenhada no primeiro quadro de guia de movimento. . . . . . . . . . . . . . . .
3.8 Interpolação de movimento, mudança de posição da figura
para o final da linha de movimento. . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Estrutura do DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Ligações entre os pares de bases complementares no DNA . . .
4.3 Estrutura do RNA. (a) Açúcar ribose e desoxirribose. (b) Bases uracila e timina. (c) Fita do RNA. . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Diferentes níveis da estrutura da proteína. (a) Estrutura Primária. (b) Estrutura Secundária. (c) Estrutura Terciária (d)
Estrutura Quaternária. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Processo de transcrição do mRNA, a partir de um gene do DNA.
4.6 Processo de síntese de proteínas em procariontes e eucariontes
4.7 Processo de tradução na síntese de proteínas, utiliza o mRNA
e o tRNA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
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32
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35
36
36
5.1 Diretórios onde foram armazenados os materiais. . . . . . . . 38
5.2 Quadros semanais em cores diferentes. . . . . . . . . . . . . . 39
5.3 Sumário da semana 1. (a) Cor das letras. (b) Cor do fundo (c)
Passar ao código HTML. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4 Animação representando a estrutura da célula eucariótica. . .
5.5 Animação representando a estrutura da célula procariótica. .
5.6 Animação representando a síntese de proteínas em uma célula eucariótica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.7 Animação representando a síntese de proteínas em uma célula procariótica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.8 Página inicial do site que abriga as quatro animações. . . . . .
9
39
40
41
41
42
42
Lista de Tabelas
4.1 Os 20 aminoácidos e suas abreviações. . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2 Código genético - Correspondência entre 3 bases do RNA e 1
aminoácido na proteína. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Capítulo 1
Introdução
A educação, como atividade humana e como fato social, é tão antiga como
a própria vida do homem [41]. Ao longo da história, a educação assumiu
diferentes características, de acordo com o período histórico e sociedade envolvidos. A educação primitiva era essencialmente prática, marcada pelos
rituais de iniciação, e fundamentava-se pela visão animista, que é caracterizada pela atribuição de alma a todas as coisas, como pedras, árvores e
animais. Os gregos realizaram a síntese entre educação e cultura. A educação do homem integral consistia na formação do corpo pela ginástica; da
mente, pela tecnologia e pelas ciências; e da moral e dos sentimentos pela
música e pelas artes [26].
Com o passar do tempo, o pensamento pedagógico1 veio contribuindo
para o desenvolvimento do ensino e aprendizagem. A Educação, apesar
de apresentar diferentes teorias e metodologias, incorpora ainda as idéias
filosóficas e educacionais antigas, que não deixam de ser válidas. Diferentemente de outras ciências, onde as novas descobertas vão tornando suas
predecessoras obsoletas, na filosofia e teoria educacionais as teorias mais
antigas permanecem como alternativa para aplicação no processo de ensino/aprendizagem, mesmo com o surgimento de novas teorias [26].
Além das teorias que contribuem para a educação, o desenvolvimento
tecnológico pode aprimorar o processo de ensino/aprendizagem. As tecnologias analógicas, como rádio e televisão, e as tecnologias digitais, como a
Internet, cooperaram com a educação, por exemplo viabilizando a sala de
aula à distância [20], por consequência contribuíram para o surgimento do
Ensino a Distância. A Internet, juntamente com o computador, possibilita ainda a interatividade do aluno com o conteúdo, através da capacidade
de navegação aleatória e também permutatória e potencial. Permutatória
tem o sentido de combinar diferentes informações enquanto que potencial
relaciona-se à possibilidade de produzir narrativas possíveis [34]. A partir
das possibilidades gráficas e de interatividade, vinculadas ao computador e
à Internet, diversos ambientes que envolvem aprendizagem são criados.
O ensino tradicional, que envolve a exposição do conteúdo pelo professor
1
A palavra Pedagogia provém de duas palavras gregas: paidós, criança, e ago, conduzo,
guio. Logo a palavra significa, etimológicamente, “condução de crianças”. A pedagogia é
considerada como ciência e arte de dirigir ou orientar a aprendizagem [41].
11
aos alunos com o auxílio do quadro, tradicionalmente aplicado nas instituições educacionais, poderia aproveitar os recursos oferecidos pelas tecnologias presentes no Ensino à Distância, intermediadas pelo computador, para
melhorar os processos de aprendizagem. O computador e a Internet podem
facilitar a comunicação no processo tradicional de ensino e aprendizagem.
O fórum e o e-mail são dois exemplos de aplicações úteis nesse sentido. O
e-mail já é bastante popular aos usuários de Internet, sendo o recurso mais
utilizado nos Estados Unidos e Espanha, e ficando em segundo lugar no
Brasil (Figura 1.1). O fórum ganha popularidade em comunidades de rela-
Figura 1.1: Cinco principais categorias de acesso domiciliar à Internet [15]
cionamento, como o Orkut [10], e se mostra muito útil no compartilhamento
de informações sobre diversos temas, que vão desde religião até desenvolvimento de programas de computador. Além da comunicação, o computador
pode prover o armazenamento de informações referentes ao curso, como
links, apresentações de aula, lembretes e apostilas. Dessa forma, o aluno
pode acessar as informações disponibilizadas ou esclarecer dúvidas quanto
às datas, atividades, e o próprio curso. Além do armazenamento de material
e documentação, a capacidade de processamento de imagens do computador permite a complementação visual do conteúdo ministrado. Uma vez
que animações podem ser criadas por computador, ciências como Química e
Física, que estudam processos dinâmicos, como a ligação entre elementos,
e a colisão e movimentação de corpos, respectivamente, podem ser beneficiadas.
Existem alguns ambientes de criação e administração de cursos na web.
Um exemplo é o TelEduc [14], desenvolvido por pesquisadores do NIED
(Núcleo de Informática aplicada à Educação) da Unicamp. Outro exemplo de ambiente de gestão de cursos é o e-Proinfo [3], que está vinculado
ao Ministério da Educação [7]. Por fim, o Moodle [8] permite organizar
12
um curso, disponibilizando recursos tais como fóruns, armazenamento de
arquivos, e envio de mensagens aos alunos cadastrados. Este ambiente
facilita a organização de um curso presencial, pois possui funcionalidades
próprias para atividades importantes de ensino/aprendizagem, que envolvem a comunicação e a disponibilização de conteúdo.
A Universidade de Brasília (UnB) conta com o ambiente Moodle, provido pelo CEAD (Centro de Educação à Distância), para auxiliar na gestão
de cursos e disciplinas ligadas à Universidade. A gestão da disciplina por
meio do Moodle já foi adotada por diversos professores da UnB.
Particularmente, a disciplina de graduação “Biologia Molecular” faz parte
do currículo dos cursos de Bacharelado e Licenciatura de Biologia, mantidos pelo Instituto de Biologia da UnB. O Moodle pode ser utilizado para
gerenciar esse curso, que estuda diversos processos dinâmicos a nível celular. Dentre estes podem ser citados a fagocitose2 , e seus processos internos,
como a síntese de proteínas. Vários livros de Biologia Molecular utilizam figuras para facilitar a compreensão de tais processos. As figuras podem ser
armazenadas no Moodle, e ferramentas como Flash Professional [5], que
tem a capacidade de desenvolver animações, podem implementar a animação dos procedimentos biológicos. Há sites que disponibilizam animações
com esse propósito, como o site da Faculdade de Educação da Universidade
Chinesa de Hong Kong [4] e o site do Olaf College [12].
Utilizando esses subsídios, este trabalho tem como objetivo fazer um
estudo sobre o uso do Moodle como plataforma de gestão para o curso de Biologia Molecular do Instituto de Biologia da UnB. Além disso, implementaremos animações em Flash da síntese de proteínas em células eucariontes
e procariontes.
No Capítulo 2, é feita uma introdução à Educação à Distância. No Capítulo 3, são descritas características do ambiente Moodle, que foi utilizado
neste trabalho. No Capítulo 4, são apresentados conceitos básicos de Biologia Molecular. No Capítulo 5, é proposta uma forma de gestão do curso de
Biologia Molecular do Instituto de Biologia da UnB, além das animações desenvolvidas para a síntese de proteínas, utilizando a ferramenta Flash. No
Capítulo 6 são feitas conclusões, além de sugestões para trabalhos futuros.
2
Processo no qual a célula engloba grandes partículas, como bactérias, detritos celulares
e até mesmo outras células intactas [23].
13
Capítulo 2
Educação a Distância
Neste capítulo, descreveremos conceitos educacionais, conceitos básicos de
EAD, ferramentas, formas de avaliação e políticas de Educação a Distância
no Brasil.
Na seção 2.1 descreveremos conceitos básicos de Educação. Na seção
2.2 apresentaremos conceitos básicos de EAD. Na seção 2.3 descreveremos,
de forma resumida, algumas ferramentas de EAD. Na seção 2.4, discutiremos formas de avaliação de cursos de EAD. Na seção 2.5, descreveremos as
políticas de Ensino a Distância no Brasil.
2.1
Conceitos básicos de Educação
Existem diferentes teorias e diversas metodologias de ensino. Autores como
Skinner, Durkheim e Paulo Freire contribuíram muito para a área de Educação. Skinner, estudioso do comportamento, acreditava que o homem é um
ser manipulável, governado por estímulos do meio ambiente. Para Skinner,
o fracasso dos professores era consequência da negligência do método no
processo de ensino/aprendizagem. Durkheim, pertencente à corrente do
pensamento pedagógico positivista, considerava a educação como imagem
e reflexo da sociedade. Assim, a pedagogia seria uma teoria da prática social. Já Paulo Freire teve toda a sua obra voltada para uma concepção em
que o educador e o educando aprendem juntos, numa relação dinâmica, na
qual a prática, orientada pela teoria, reorienta essa teoria, num processo
de constante aperfeiçoamento [26].
Existem quatro teorias úteis para a prática do ensino/aprendizagem, a
saber, construtivismo, construcionismo, construtivismo social e o comportamento conectado e separado. Segundo o construtivismo, a pessoa constrói
seu conhecimento à medida em que interage com o ambiente. Atos simples como ler, escutar e ver são confrontados com o conhecimento anterior
e poderão formar um novo conhecimento. O Construcionismo defende que
a aprendizagem é efetiva quando alguma coisa é construída, por exemplo,
uma pintura, uma apresentação de slides ou a explicação de um texto anteriormente lido. O Construtivismo Social engloba a idéia de construção
do conhecimento, presente no construtivismo, porém aplicado a um grupo
14
social, criando, de forma colaborativa, uma pequena cultura de objetos compartilhados, com significados compartilhados. Por fim, O Comportamento
Conectado e Separado possui as seguintes características: comportamento
separado é quando alguém tenta permanecer objetivo e “factual”, e tende
a defender suas próprias idéias usando a lógica para encontrar erros nas
idéias dos seus oponentes. Comportamento conectado é uma abordagem
mais empática, que aceita a subjetividade, tentando ouvir e fazer perguntas num esforço para entender o ponto de vista do outro [9].
2.2
Conceitos básicos de EAD
Cada um dos três séculos anteriores ao nosso pode ser caracterizado por
uma tecnologia. No século XVIII foram inventados grandes sistemas mecânicos, impulsionados pela Revolução Industrial. O século XIX foi a era das
máquinas a vapor. No século XX, as principais tecnologias surgiram nos
campos da aquisição, processamento e distribuição das informações [43]
utilizando computadores. A Informática hoje está presente nos mais diversos setores, desde simulações atmosféricas até controle de vôos. A Informática pode contribuir também com a Educação através do desenvolvimento
de cursos à distância.
Como dito anteriormente, a área de Educação vem se desenvolvendo
ao longo da história. Toda época tem os seus princípios educacionais, que
procura atender às necessidades próprias de cada período histórico [37].
No início dos anos 60, diversos softwares de instrução programada foram
implementados no computador, concretizando a máquina de ensinar, idealizada por Skinner no início dos anos 50. Nascia a instrução auxiliada por
computador ou o Computer-Aided Instruction (CAI), produzida por empresas como IBM, RCA e Digital e utilizada principalmente nas universidades.
O aparecimento dos microcomputadores, principalmente o Apple, permitiu
uma grande disseminação dos microcomputadores nas escolas. Essa conquista incentivou uma enorme produção e diversificação de CAIs. No Brasil, como em outros países, o uso do computador na educação teve início com
algumas experiências em universidades, no princípio da década de 70. Em
1971, foi realizado na Universidade Federal de São Carlos um seminário
intensivo sobre o uso de computadores no ensino da Física, ministrado por
E. Huggins, especialista da Universidade de Dartmouth, E.U.A [44].
A EAD é uma alternativa para aproximar professores e alunos, fazendo
com que o encontro físico não seja mais imprescindível para o desenvolvimento do ensino e aprendizagem. Um meio de intermediar o ensino à
distância, tanto em relação ao encontro entre participantes quanto à disponibilização de material, é a Internet. A EAD pela Internet faz uso das
tecnologias da informação e comunicação (TICs) com fins educacionais, e
propicia a criação de ambientes de aprendizagem que promovem a interação e a expressão dos participantes [19]. A EAD não é uma modalidade
nova de educação. De acordo com as possibilidades tecnológicas, a EAD foi
realizada de diferentes formas, como cursos por correspondência, progra15
mas para serem acompanhados pelo rádio e pela televisão, como o Projeto
Minerva e o Telecurso de segundo grau, ou cursos através de material instrucional, como o Logos.
Da mesma forma em que as metodologias e idéias pedagógicas de diversos autores são importantes para a Educação tradicional, na EAD existe
a preocupação com metodologias e também críticas à forma de sua utilização. Muitas vezes, a EAD reproduz a educação presencial tal como esta
vem sendo desenvolvida, de forma obsoleta para os dias atuais, entretanto
com um formato diferente, veiculado pelas tecnologias da informação e comunicação [39]. Geralmente estes cursos que representam uma virtualização da sala de aula tradicional disponibilizam na rede uma grande quantidade de informações, esperando que isto seja suficiente para a aprendizagem do aluno. Desenvolver um curso a distância nestes moldes acaba empobrecendo e obscurecendo as potencialidades da Internet como um meio
para desenvolver um trabalho educacional baseado numa rede humana de
aprendizagem [40]. Os moldes tradicionais (instrucionistas) de educação,
utilizando o giz e quadro negro, ainda perduram mascarados através da
utilização de projetores multimídia.
Apesar da utilização restrita de tecnologias na educação em muitos casos, o uso de computadores na educação pode ser muito mais diversificado,
interessante e desafiador, do que simplesmente transmitir a informação ao
aprendiz. O computador pode ser também utilizado para enriquecer ambientes de aprendizagem e auxiliar o aprendiz no processo de construção
do seu conhecimento [44]. Além disso, computadores conectados à Internet
possibilitam as interações entre os professores e alunos, que muitas vezes estão abertos e querem trocar idéias, vivências, experiências, das quais
ambos saiam enriquecidos [35]. Entretanto, as interações entre os participantes exigem alguns cuidados quanto a qualidade. A qualidade deve
ser aplicada desde o início do curso. A segurança, a aceitação e o companheirismo são aspectos que devem ser cultivados para que se tenha uma
participação efetiva dos alunos [30]. A interação extra-classe provida pela
Internet permite também o aprendizado envolvendo a troca de informações
entre os próprios alunos, de modo que as informações podem permanecer
digitalizadas para futuras consultas. Existe ainda a vantagem da participação dos alunos acontecer sem a restição de horários, imposta a cursos
tradicionais presenciais. Sendo assim, a Internet combinada com a utilização de ambientes computacionais de apoio à EAD, como, por exemplo:
WEBCT, Teleduc, Aulanet ou Moodle, são grandes facilitadores para o desenvolvimento do curso.
2.3
Ferramentas
A viabilização da troca de informações, que acontece por meio do computador e da Internet, conta com algumas ferramentas úteis. Embora nem
sempre sejam concebidas como ferramentas de auxílio na educação, são utilizadas no meio acadêmico. Há, por exemplo, serviços prestados por empre16
sas na Internet que consistem na criação de grupos de e-mail para contato,
de modo que o e-mail enviado para o endereço do grupo é repassado para
todos os integrantes cadastrados. Um serviço com essas características é
disponibilizado pelo site Yahoo! [46]. O grupo de e-mail criado no Yahoo!
pode ser dividido por assunto e oferece algumas funcionalidades, como espaço para disponibilizar fotos e arquivos, e a opção para criar pesquisas de
opinião. Esse tipo de serviço pode ser utilizado como uma forma de possibilitar a colaboração e comunicação entre os estudantes e o professor, e entre
os próprios estudantes.
Além do grupo de e-mails, e do próprio e-mail, existem tecnologias que
foram concebidas para a comunicação, mas que podem ser usadas informalmente para encontros virtuais, com o intuito da troca de informações
ou tomada de decisões. Um exemplo é o Messenger [6], que consiste em
um software para conversas online, onde cada usuário possui uma lista de
contatos. O Messenger traz consigo algumas opções, como envio de arquivos, e o contato visual, desde que o usuário a ser visto possua webcam, um
acessório que permite captar imagens do ambiente e transmiti-las para o
cumputador. A evolução tecnológica dessas ferramentas e a concepção de
outros meios permitem o surgimento de soluções para a educação à distância intermediados pelo computador.
Toda a possibilidade de tráfego de informações pela Internet juntamente
com o auxílio de ferramentas propícias para a comunicação online, abrem
caminho para a aprendizagem colaborativa a distância. A aprendizagem
colaborativa ocorre em qualquer situação em que as pessoas se reúnam em
grupo, e são destacadas e consideradas as habilidades e contribuições individuais dos componentes do grupo [38]. Um meio que possibilita a aprendizagem colaborativa on-line é o fórum. No fórum, um tema é abordado
por uma pessoa, de modo que outros possam expressar opiniões acerca do
tema. Esse tipo de comunicação e troca de informações é utilizado em comunidades virtuais, como Orkut e Syxt, respectivamente, de relacionamentos e de interesses profissionais [24], e ferramentas de gerenciamento de
cursos como o Moodle. Tanto no caso do fórum quanto das comunidades,
é necessário somente que cada aluno tenha à disposição um computador
conectado à Internet. A troca de informações e o compartilhamento do conhecimento acontecem a todo o momento no ensino presencial, não somente
entre professor e aluno, mas também entre os próprios alunos, em algumas
situações, como trabalhos em grupo e conversas a respeito da matéria. Mas
com o auxílio da computação, não há mais restrição de tempo para os encontros, quando é utilizado o fórum, e nem mesmo a presença física dos
participantes, para que ocorra o aprendizado colaborativo.
Possibilidades para facilitar o ensino a distância, como a disponibilização de conteúdo online, fóruns, e aplicação de testes são encontradas no
Moodle. O Moodle é o ambiente utilizado para auxiliar na gestão de diversas disciplinas da Universidade de Brasília, cujas aulas são presenciais.
O armazenamento e disponibilização aos alunos de informações, como anotações de aula em documentos de texto e inserção de links para sites que
possuam conteúdos pertinentes à disciplina, são funcionalidades presentes
17
no Moodle.
O ensino assistido ou auxiliado por computador parte do pressuposto de
que a informação é a unidade fundamental no ensino e, portanto, preocupase com os processos de como adquirir, armazenar, e principalmente transmitir informação. Nesse sentido, o computador é visto como uma ferramenta
poderosa de armazenamento, representação e transmissão da informação
[44]. Essas possibilidades presentes no computador podem ser implementadas com a utilização do Moodle, que ainda facilita a organização do conteúdo para disponibilizá-lo ao aluno.
As opções para a gestão de cursos não estão restritas ao Moodle. TelEduc e e-Proinfo são outros ambientes que viabilizam a organização e o
gerenciamento de cursos.
O TelEduc é um ambiente para a criação, participação e administração
de cursos na Web. Foi desenvolvido de forma parcitipativa, de modo que
suas ferramentas foram idealizadas, projetadas e depuradas segundo necessidades relatadas por seus usuários. Assim como o Moodle, o TelEduc
pode disponibilizar arquivos em geral, textos, softwares e referências na
Internet através de ferramentas, como Material de Apoio, Leituras e Perguntas Freqüentes [13]. Alguns serviços do TelEduc são direcionados para
a comunicação entre os participantes, como Correio Eletrônico, Grupos de
Discussão, Mural, Portfólio, Diário de Bordo e Bate-Papo (Chat) [13].
O e-ProInfo é um Ambiente de aprendizagem colaborativa e permite o
desenvolvimento e administração de cursos online. O e-ProInfo é composto
por dois sites: o site do Participante e o site do Administrador. O site do
Participante permite que pessoas interessadas se inscrevam e participem
dos cursos. Nesse site, os participantes podem acessar conteúdos, informações e atividades organizadas por módulos e temas, e podem interagir
com professores e outros participantes do curso. Há um conjunto de serviços disponíveis para apoio a interação entre os participantes, como e-mail,
chat, fórum de discussões e banco de projetos. O site do Administrador permite que pessoas, credenciadas pelas entidades conveniadas, desenvolvam,
ofereçam, administrem e ministrem cursos a distância e diversas outras
ações de apoio a distância ao processo ensino/aprendizagem, configurando
e utilizando todos os recursos e ferramentas disponíveis no ambiente [2].
2.4
Avaliação
As ofertas recentes de cursos de EAD de nível superior impuseram a criação de critérios para avaliação. No caso dos cursos superiores à distância,
há na literatura estudos que discutem sua qualidade. A organização norteamericana Institute for Higher Education Policy (IHEP), que tem como objetivo garantir o acesso a um ensino superior de qualidade, elaborou um
estudo para garantir a excelência de cursos a distância via Internet [31].
Os estudos resultaram em sete categorias: suporte institucional; desenvolvimento do curso; processo de ensino/aprendizagem; estruturação do curso;
serviço de suporte ao aluno; serviço de suporte ao professor; e avaliação de
18
resultados. Os indicadores de qualidade propostos pelo IHEP servem como
referência de qualidade internacional [31].
No Brasil a Secretaria de Educação a Distância, vinculada ao Ministério da Educação (MEC), elaborou 10 diretrizes para os cursos superiores
a distância, que não têm força de lei, mas servem para orientar as instituições e as Comissões de Especialistas que forem analisar projetos de
cursos de graduação a distância. As dez diretrizes são: integração com políticas, diretrizes e padrões de qualidade definidos para o ensino superior
como um todo e para o curso específico; desenho do projeto: a identidade
da educação a distância; equipe profissional multidisciplinar; comunicação/interatividade entre professor e aluno; qualidade dos recursos educacionais; infra-estrutura de apoio; avaliação de qualidade contínua e abrangente; convênios e parcerias; edital e informações sobre o curso de graduação a distância; custos de implementação e manutenção da graduação a
distância [11].
2.5
Políticas de EAD no Brasil
No Brasil a EAD teve suas bases legais estabelecidas pela Lei de Diretrizes
e Bases da Educação Nacional, através da lei 9394 de dezembro de 1996,
e foi regulamentada pelo decreto no . 5622 de dezembro de 2005. Para a
educação básica, formada pela educação infantil, ensino fundamental e ensino médio, o artigo 30, do decreto no . 5622, determina que as instituições
credenciadas para a oferta de educação a distância poderão solicitar autorização, junto aos órgãos normativos dos respectivos sistemas de ensino, para
oferecer os ensinos fundamental e médio a distância.
Segundo essas diretrizes, o ensino a distância deverá ser empregado
exclusivamente para complementação de aprendizagem ou em situações
emergenciais. No caso da oferta de cursos de graduação e educação profissional em nível tecnológico, a instituição interessada deve credenciar-se
junto ao MEC, solicitando a autorização de funcionamento para cada curso
que pretenda oferecer. O processo será analisado na Secretaria de Educação
Superior, por uma Comissão de Especialistas na área do curso em questão e
por especialistas em educação a distância. O Parecer dessa Comissão será
encaminhado ao Conselho Nacional de Educação (CNE).
A possibilidade de cursos de mestrado, doutorado e especialização a distância foi disciplinada pelo Capítulo V do Decreto no . 5622/05 e pela Resolução 01, da Câmara de Ensino Superior-CES, do Conselho Nacional de
Educação-CNE, em 3 de abril de 2001. Os cursos de pós-graduação stricto
sensu (mestrado e doutorado) à distância serão oferecidos exclusivamente
por instituições credenciadas para tal fim pela União e devem obedecer às
exigências de autorização, reconhecimento e renovação dispostos no decreto
no . 5622/05. Os diplomas de conclusão de cursos de pós-graduação stricto
sensu obtidos de instituições de ensino superior estrangeiras, para terem
validade nacional, devem ser reconhecidos e registrados por universidades
brasileiras que possuam cursos de pós-graduação reconhecidos e avaliados
19
na mesma área de conhecimento e em nível equivalente ou superior ou em
área afim. Os cursos de pós-graduação lato sensu oferecidos a distância
deverão incluir, necessariamente, provas presenciais e defesa presencial de
monografia ou trabalho de conclusão de curso [27].
Hoje, com a popularização dos computadores, a EAD está presente em
diversos cursos. A Secretaria de Educação Superior já credenciou diversas
universidades públicas e particulares para que ofereçam cursos superiores
a distância, e já existe curso superior a distância disponível em Universidade Federal. Um exemplo é o curso de Licenciatura em Biologia a Distância, que foi formado pelo Consórcio Setentrional, constituído por nove universidades públicas, incluindo os estados de Goiás, Distrito Federal, Bahia,
Mato Grosso do Sul, Tocantins, Amazonas e Pará, que buscaram atender a
um edital do Ministério da Educação [22]. Portanto, embora ainda haja um
índice baixo de pessoas que acessam à Internet, a EAD vem conquistando
importantes avanços no Brasil.
20
Capítulo 3
Moodle
O Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) é um
software para gestão da aprendizagem e de trabalho colaborativo. Permite
a criação de cursos online, páginas de disciplinas, grupos de trabalho e comunidades de aprendizagem. O Moodle está em constante desenvolvimento
[9].
O Moodle possui o código aberto (Open Source), então o usuário poderá
alterar ou desenvolver seu código para satisfazer necessidades específicas.
Para tanto, o usuário deverá seguir algumas regras, como disponibilizar o
código fonte a terceiros, não modificar ou retirar a licença original e os direitos de autor, e aplicar o mesmo licenciamento a qualquer trabalho derivado
deste [9].
O ambiente Moodle oferece recursos para a comunicação com os alunos,
disponibilização de materiais para download, links, fóruns, e a aplicação
de testes. Essas opções estão disponíveis em links e o curso pode ser estruturado de acordo com a preferência do professor. O conteúdo pode, por
exemplo, ser separado por semanas ou tópicos.
A filosofia de aprendizagem usada pelo Moodle envolve quatro conceitos,
o Construtivismo, o Construcionismo, o Construtivismo Social e o Comportamento Conectado e Separado [9].
Um conteúdo útil para a Biologia Molecular, que pode ser armazenado
no Moodle e que complemente as anotações de aula e as imagens, é a animação. As animações, que podem mostrar dinamicamente a síntese de proteínas e a estrutura celular, podem ser disponibilizadas através de links. O
Flash pode, portanto, ser utilizado juntamente com o Moodle para apresentar conteúdos dinâmicos que auxiliem no ensino/aprendizagem.
Neste capítulo, falaremos sobre a instalação do Moodle e formas de sua
utilização. Na Seção 3.1, descreveremos informações básicas sobre a instalação do Moodle. Na Seção 3.2, descreveremos o ambiente Moodle e falaremos sobre algumas de suas funcionalidades. Na Seção 3.3, apresentaremos,
e forma geral, como utilizar a ferramenta Flash, que foi utilizada para criar
as animações da síntese de proteínas.
21
3.1
Instalação
Quanto ao sistema necessário para a instalação do Moodle, a documentação
presente no site http://docs.moodle.org/overview/ informa os requisitos,
tanto de hardware quanto de software. Diferentes sistemas operacionais
suportam o Moodle, dentre eles o Linux, Windows XP/2000/2003, Solaris
10 (Sparc e x64), Mac OS X e Netware 6. O Moodle deve funcionar bem em
qualquer servidor que possua o PHP (http://www.php.net), script utilizado
no desenvolvimento de websites dinâmicos e que permita o acesso a banco
de dados. A instalação é necessária para a disponibilização do sistema de
gerenciamento de cursos.
Uma vez que o Moodle esteja instalado em um servidor, novos cursos
podem ser criados. Os usuários que farão parte do curso deverão se cadastrar no sistema. Existe o cadastro para professor e o cadastro para o aluno,
sendo admitido mais de um professor cadastrado por curso. Após o cadastro
no sistema, o usuário poderá fazer parte de vários cursos.
3.2
Formas de Utilização
Visualmente (Figura 3.1), a tela inicial do Moodle está dividida em três
partes. No canto direito da tela, há espaço para as últimas notícias, os
próximos eventos agendados, informações sobre a atividade recente e o calendário. No canto esquerdo da tela, há o link para visualizar a lista de
participantes. Dentro do quadro denominado “Atividades”, podem ser acessados, links, tais como fórum, chat, materiais, questionários e tarefas. Também existe um campo para realizar uma busca no fórum, um quadro com
alguns recursos direcionados para a administração e a lista de cursos dos
quais o usuário faça parte. No espaço central da tela, estão dispostos o material e as atividades do curso, como fóruns e tarefas. A parte central pode
ser estruturada de forma semanal, em tópicos, social ou wiki.
O link denominado “Ativar edição” habilita pequenos ícones que têm a
atribuição de ocultar, mover, excluir e atualizar (Figura 3.4). As três primeiras opções são aplicadas a todos os componentes que podem sofrer edição,
e todas (incluindo a opção “atualizar”) estão disponíveis para os recursos
acrescentados, como materiais, fóruns e links. Além dos ícones de edição, é
habilitada uma caixa suspensa contendo recursos que podem ser inseridos.
Os recursos desta caixa permitem a criação de uma página de texto, criação
de uma página da web, inserção de um link para um arquivo ou site, visualização de um diretório, utilização de pacote IMS CP e inserção de rótulo.
As figuras 3.2 e 3.3 ilustram, respectivamente, o Moodle antes e depois de
utilizada a opção “Ativar edição”.
No quadro reservado à administração, há links que permitem a realização de alguns procedimentos para incrementar e gerenciar o curso. Dentre
as configurações disponíveis estão a inserção de um código de inscrição,
para que seja controlada a entrada de alunos; a escolha ou mudança de
nome; a edição de um texto de descrição; a definição da data de início e fim
22
Figura 3.1: Tela do Moodle a) Canto esquerdo da tela b) Espaço central da
tela c) Canto direito da tela
Figura 3.2: Layout do Moodle antes de ativar edição
do curso; a permissão do acesso (ou não) a visitantes, além de outras opções.
São reservadas outras possibilidades ao administrador do curso, no caso
do usuário inscrito como professor. A lista para visualização dos perfis dos
alunos, bem como os perfis dos professores inscritos, também estão no link
23
Figura 3.3: Layout do Moodle após ativar edição
Figura 3.4: Layout do ícones de edição, respectivamente, mover para a direita; mover; atualizar; cancelar; e ocultar.
administração. O Moodle oferece também a opção para que o administrador
faça o backup do curso. O backup consiste em armazenar as informações,
para utilização das mesmas posteriormente. Todo o conteúdo do curso ou
parte dele podem ser armazenados. Cada informação que se deseja armazenar possui uma caixa de seleção ao lado, para que o professor possa escolher
que conteúdo deve constar no backup.
A opção “Grupos” serve para separar os alunos do curso em grupos.
Essa separação possibilita o encaminhamento de uma atividade para cada
equipe. Assim, as atividades fórum, chat ou mesmo tarefa podem ser direcionados para um grupo. É possível ainda que um grupo veja o resultado
obtido por outro (ou não). Uma vantagem prática dessa opção está na gestão dos tradicionais trabalhos que devem ser feitos em equipe. Cada um
pode receber sua respectiva atividade e contar com um fórum próprio de
discussão, útil para o andamento dos trabalhos e avaliação da participação
dos alunos pelo professor.
O Moodle possui ainda outras opções para o professor. É permitida a
importação de conteúdo de outros cursos, desde que esteja cadastrado como
24
professor nos respectivos cursos. Há também um espaço no Moodle para divulgar as notas das avaliações. A tabela de notas poderá ser configurada de
modo que algumas informações poderão ser visualizadas, e os pesos poderão
ser definidos. Outro controle disponível para o professor é a opção “Relatórios”. Nessa opção, as ações que os alunos realizam podem ser monitoradas.
Os relatórios são discriminados em ações, atividades, participantes e dias.
No relatório é possível fazer um filtro, por exemplo selecionando um participante, a atividade, fórum de notícias e a opção “Todos os dias”. O resultado
listará a data, hora, e tipo de ação que o usuário desenvolveu no fórum.
O fórum, como mecanismo de comunicação entre os participantes do
curso, pode ser criado no curso tanto pelos professores quanto pelos alunos. A idéia básica contida no fórum consiste em um assunto ser abordado
por um dos integrantes, e todos poderem comentar sobre aquele assunto.
Os comentários que vão sendo incluídos são visualizados pelos participantes, e qualquer um pode se manifestar. Naturalmente ocorre um debate ou
troca de informações a respeito do assunto levantado inicialmente. O fórum do Moodle permite que a mensagem venha com um arquivo anexado,
ou com um link para determinado site da web. Além disso, as mensagens
acrescentadas ao fórum podem ser enviadas também aos e-mails dos participantes. Neste caso, a participação dos alunos pode ser mais efetiva, já
que a divulgação das mensagens ocorre sem a necessidade do aluno entrar
no ambiente Moodle.
Além do fórum, o Moodle permite ao professor disponibilizar arquivos
para os alunos (Figura 3.5). Na opção “Arquivos”, um arquivo pode ser
enviado do computador do professor para o Moodle. Diretórios podem ser
criados para facilitar a organização dos arquivos. Posteriormente, o professor optará por disponibilizar o conteúdo aos alunos. Tanto os diretórios
quanto os arquivos poderão ser acessados pelos estudantes cadastrados. Na
prática, o professor pode diponibilizar as suas apresentações de aula, como
os slides, manuais digitalizados, por exemplo em formato pdf ou doc, além
de outros tipos de arquivos.
Como uma ferramenta de propósito pedagógico, o Moodle traz consigo
também opções de atividades. Há o tipo de atividade em que o aluno deverá enviar o arquivo contendo seu trabalho ou a atividade em forma de
questionário. O questionário pode ser aplicado definindo a quantidade de
tentativas que o aluno poderá realizar. Pode ser definido também um tempo
para responder as perguntas. Cada pergunta pode aceitar somente um
ítem como correto, ou mais de um ítem, e aceita respostas escritas pelo
estudante. Uma vantagem dos questionários é que sua correção é feita automaticamente pelo sistema, e o aluno saberá de imediato a sua nota na
atividade. No caso da atividade enviada por meio de um arquivo, há um
espaço para o professor colocar a nota do aluno, além de um espaço para
o professor fazer algum comentário. Para todas as atividades, podem ser
definidos prazos. Se o professor optar, após o término do prazo, a atividade
não poderá mais ser entregue ou concluída.
O Moodle, enfim, é uma opção poderosa para organizar e gerir cursos
regulares. Suas funcionalidades permitem também que sejam desenvolvi25
Figura 3.5: Tela para envio de arquivos por parte do professor para o Moodle
dos cursos totalmente a distância, já que o conteúdo pode ser armazenado e
disponibilizado online aos estudantes. Além disso as ferramentas de comunicação como bate-papos virtuais e os próprios fóruns viabilizam o contato
entre os professores e alunos.
3.3
Flash
O layout padrão do Macromedia Flash MX (Figura. 3.6) possui um quadro
(chamado Palco), para inserir as figuras; a Linha de Tempo, onde ficam
localizados os quadros e as camadas; Ferramentas, onde estão os recursos
para criar desenhos; Misturador de Cores, para escolher uma cor para o
texto ou figura; e Propriedades, que mostra as propriedades da ferramenta
que foi selecionada pelo usuário.
No Palco, podem ser criados desenhos utilizando as opções presentes
em Ferramentas ou inserindo imagens já prontas. Na opção Ferramentas,
existem funções que permitem fazer linhas e curvas, utilizando o mouse
do computador. Além disso, podem ser inseridos quadrados e círculos do
tamanho que o usuário, que está fazendo os desenhos, deseje. Os desenhos
feitos no Palco podem ser aprimorados utilizando as cores, que podem ser
obtidas no quadro Misturador de Cores.
A ferramenta Macromedia Flash MX utiliza a idéia de camadas para
para inserir imagens e textos. As figuras localizadas na primeira camada
ficam à frente das figuras localizadas na segunda camada, e assim sucessivamente. Então várias imagens, inseridas em diferentes camadas, podem
26
Figura 3.6: Layout do Flash. (a) Linha de Tempo. (b) Camadas. (c) Quadros.
(d) Ferramentas. (e) Palco. (f) Propriedades. (g) Misturador de Cores.
compor um desenho completo, que contenha vários planos.
Cada desenho criado no Flash pode ser convertido em um símbolo. A
vantagem dos símbolos é que os mesmos permanecem salvos no arquivo
da animação para utilizações posteriores, e podem ser também utilizados
como objetos para a interação do usuário. As ações atribuídas aos símbolos
podem ser desencadeadas, por exemplo, através de um clique ou passagem
do mouse sobre o símbolo. O criador da animação definirá as ações e o modo
de desencadeá-las utilizando as funções adequadas presentes no Flash.
O Flash possui quadros para desenvolver as animações. Cada quadro
representa um estado da figura em relação ao tempo. Os quadros funcionam de forma similar a um rolo de filme, que possui diversas fotos tiradas
de algo em movimento em um intervalo de tempo. Quando as fotos, dispostas em sequência no rolo, forem mostradas de forma rápida, o objeto
aparecerá em movimento. É possível definir a quantidade de quadros que
serão mostrados por segundo, o padrão pré-definido é 12.
Para criar figuras dinâmicas, é possível modificar a figura de quadro em
quadro, ou utilizar o recurso de interpolação de movimento ou interpolação de forma. A interpolação de movimento exige que a posição inicial e
final da figura sejam definidas. Para tanto, coloca-se a imagem (símbolo)
em determinada posição dentro de um quadro, e depois, em um quadro
posterior, muda-se a posição da imagem (clicando sobre ela e “arrastando”,
27
com o mouse). Para que a mesma imagem apareça em um quadro posterior, basta clicar com o botão direito do mouse no quadro e clicar na opção
“Inserir Quadros-Chave”. Para definir uma trajetória específica para a figura, a interpolação de movimento pode ser utilizada conjuntamente com
a opção Adicionar guia de movimento. O caminho que será percorrido pela
figura pode ser definido desenhando uma linha no primeiro quadro da guia.
Posteriormente, na camada onde se encontra a figura e no último quadro,
é necessário mudar a posição da mesma para o final da linha desenhada
(Figuras 3.7 e 3.8). A interpolação de forma funciona de maneira similar,
a diferença está em mudar a forma da figura em vez de simplesmente mudar a sua posição. Na prática, uma animação que utiliza a interpolação de
forma tem a imagem deformada até assumir a nova forma. Além da forma,
é possível mudar a posição e a cor da figura.
Figura 3.7: Interpolação de Movimento, primeiro quadro. (a) Camada onde
está a figura. (b) Figura. (c) Guia de movimento. (d) Primeiro quadro da
camada onde está a figura. (e) Seta indicando que há interpolação de movimento. (f) Último quadro da animação (quadro chave). (g) Linha desenhada
no primeiro quadro de guia de movimento.
Com base nessas informações iniciais, pode-se iniciar o desenvolvimento
de uma animação, pois o ambiente do Flash é auto-explicativo.
28
Figura 3.8: Interpolação de movimento, mudança de posição da figura para
o final da linha de movimento.
29
Capítulo 4
Biologia Molecular
A Biologia Molecular visa estudar a estrutura e o funcionamento dos ácidos nucléicos (DNA e RNA) e das proteínas e envolve vários conceitos de
Química, como as ligações químicas e as estruturas moleculares [45].
Na Seção 4.1, descreveremos o DNA. O RNA será abordado na Seção 4.2.
Na Seção 4.3 apresentaremos as proteínas. Na Seção 4.4, detalharemos a
síntese de proteínas.
4.1
DNA
Devido ao seu papel como repositório da informação genética, o DNA tem
grande importância para os sistemas vivos [28]. Estruturalmente, o DNA
é um polímero1 presente em diversos organismos da Terra [18], consistindo
de duas longas fitas. Cada fita é composta pela ligação entre açúcar2 , desoxiribose3 , fosfato e uma base4 aminada (Figura 4.2). As bases podem ser
adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T), e as duas fitas ficam
unidas pela ligação da adenina com a timina e da citosina com a guanina.
Quimicamente, as bases se diferenciam umas das outras através do tipo
de ligação entre os átomos de carbono e de nitrogênio. A união entre um
fostato, um açúcar e uma base formam um nucleotídeo (Figura 4.1). [28].
O DNA é responsável por armazenar características hereditárias de um
organismo. Cada região do DNA que controla uma característica é denominada gene. Essas regiões do DNA geralmente formam uma simples proteína ou RNA [18].
1
Longas moléculas formadas pela ligação covalente entre múltiplas unidades idênticas
ou similares [18]. A ligação covalente consiste em uma ligação química forte que mantém
os átomos unidos compartilhando um ou mais pares de elétrons [32].
2
Pequenos carboidratos com um monômero de fórmula geral (CH2O)n. Um monômero
é um pequeno bloco molecular, que pode servir como subunidade para formar molécula
longa (polímero) [18].
3
É uma pentose, um tipo de açúcar composto por cinco átomos de carbono [21].
4
Um composto, contendo nitrogênio, que pode aceitar um próton (H+) [32].
30
Figura 4.1: Estrutura do DNA
4.2
Figura 4.2: Ligações entre os pares de
bases complementares no DNA
RNA
Como o DNA, o RNA (Figura 4.3) é um polímero composto por quatro tipos
diferentes de nucleotídeos unidos por ligações de açúcar e fosfato. O RNA
se difere quimicamente do DNA em dois aspectos. Primeiro, no RNA os
nucleotídios são ribonucleotídeos, isto é, contém o açúcar ribose, ao invés
da desoxiribose. Em segundo lugar, o RNA possui a base uracila (U) em
vez da timina. Mas, da mesma forma que o DNA, o RNA possui a adenina,
guanina e citosina, completando os quatro tipos de base. Especialmente, o
RNA é composto em geral apenas uma fita (formada por açúcar e fosfato),
embora possa dobrar-se e formar regiões de dupla hélice [33].
Existem diferentes tipos de RNA. O RNA ribossômico (rRNA) é o principal componente dos ribossomos, tem o papel catalítico e estrutural na síntese de proteínas [33]. Ribossomos, compostos de uma subunidade maior
e de outra menor [25], são grandes complexos de proteínas e de RNA, que
têm a atribuição de fazer a tradução de uma proteína. RNAs mensageiros
(mRNAs) servem de molde para a síntese protéica, levando a informação do
DNA para o ribossomo, para que ocorra a síntese de proteína. Uma molécula de mRNA é produzida para cada gene ou grupo de genes [33]. RNAs
transportadores (tRNAs) transferem aminoácidos5 , para os ribossomos e
garantem seu alinhamento correto, antes da formação da ligação peptídica6
[28].
5
Moléculas orgânicas contendo tanto o grupo amina quanto o grupo carboxila [18].
É formado pela reação de condensação entre um grupo amina, de um aminoácido, e
carboxila, de outro aminoácido, ocorrendo a liberação de uma molécula de água [32].
6
31
Figura 4.3: Estrutura do RNA. (a) Açúcar ribose e desoxirribose. (b) Bases
uracila e timina. (c) Fita do RNA.
4.3
Proteínas
As proteínas, do ponto de vista da química, são moléculas complexas e funcionalmente sofisticadas. Elas são úteis, por exemplo, para a construção de
estruturas celulares, catalisação de reações químicas da célula, movimentação celular [18], transporte de substâncias e proteção imunológica [33].
Essas funções fazem da proteína um composto chave para a célula, e conseqüentemente para os organismos.
Quanto à sua composição, as proteínas são construídas a partir de 20
aminoácidos [33]. Muitos aminoácidos unidos por cadeias peptídicas formam uma molécula chamada polipeptídio. Além dos aminoácidos, são comumente encontradas em proteínas vinte tipos de cadeias laterais7 , variando em forma, carga, capacidade de formação de pontes de hidrogênio e
reatividade química. Esse alfabeto fundamental tem pelo menos dois bilhões de anos [33]. A tabela 4.1 mostra os vinte aminoácidos, a tabela 4.2
mostra os 20 aminoácidos formados a partir de 3 bases.
Tradicionalmente, a estrutura das proteínas é dividida em quatro níveis
(Fig 4.4). A seqüência linear de aminoácidos em uma cadeia polipetídica
é chamada de estrutura primária. A estrutura secundária da proteína diz respeito à inter-relação de aminoácidos que estão bem próximos
na sequência linear. Os polipeptídios podem curvar-se formando estrutu7
Agrupamentos de moléculas que acompanham os aminoácidos [33].
32
Aminoácido
Alanina
Arginina
Asparagina
Ácido Aspártico
Cisteína
Ácido Glutâmico
Glutamina
Glicina
Histidina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Fenilalanina
Prolina
Serina
Treonina
Triptofano
Tirosina
Valina
3 Letras
Ala
Arg
Asn
Asp
Cys
Glu
Gln
Gly
His
Ile
Leu
Lys
Met
Phe
Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
1 Letra
A
R
N
D
C
E
Q
G
H
I
L
K
M
F
P
S
T
W
Y
V
Tabela 4.1: Os 20 aminoácidos e suas abreviações.
Base 1
U
U
U
U
C
C
C
C
A
A
A
A
G
G
G
G
U
Phe
Phe
Leu
Leu
Leu
Leu
Leu
Leu
Ile
Ile
Ile
Met
Val
Val
Val
Val
Base 2
C
A
Ser Tyr
Ser Tyr
Ser stop
Ser stop
Pro His
Pro His
Pro Gln
Pro Gln
Thr Asn
Thr Asn
Thr Lys
Thr Lys
Ala Asp
Ala Asp
Ala Glu
Ala Glu
Base 3
G
Cys
Cys
stop
Trp
Arg
Arg
Arg
Arg
Ser
Ser
Arg
Arg
Gly
Gly
Gly
Gly
U
C
A
G
U
C
A
G
U
C
A
G
U
C
A
G
Tabela 4.2: Código genético - Correspondência entre 3 bases do RNA e 1
aminoácido na proteína.
ras repetitivas. A estrutura terciária, é caracterizada pelo dobramento
da cadeia interna da proteína. A estrutura quaternária é resultado da
ligação entre duas ou mais estruturas dobradas [29].
33
Figura 4.4: Diferentes níveis da estrutura da proteína. (a) Estrutura Primária. (b) Estrutura Secundária. (c) Estrutura Terciária (d) Estrutura
Quaternária.
4.4
Síntese de Proteínas
O processo de síntese de proteínas conta com o DNA, RNA e com reações
químicas entre as moléculas envolvidas. Quando a célula necessita de um
tipo específico de proteína, uma sequência de nucleotídeos da porção apropriada da molécula de DNA sintetiza o RNA num processo conhecido como
transcrição. O RNA, composto a partir de trechos de DNA, é a molécula que
comporta as informações para a síntese de proteínas. O mecanismo de síntese de proteína é chamado de tradução. O fluxo de informações nas células
parte do DNA, passando pelo RNA, até as proteínas. Em toda célula, de
bactérias a humanos, a informação genética passa por esse caminho. Esse
princípio é denominado dogma central da Biologia Molecular [18].
Na transcrição (Figura 4.5), a fita de DNA que é transcrita para a molécula de mRNA (RNA mensageiro) é chamada de fita molde. Enquanto a
outra fita é referida freqüentemente como fita codificadora de um gene [36].
A produção do mRNA pode acontecer tanto em uma fita do DNA quanto
na outra. Assim, uma fita de uma molécula de DNA funcionará como fita
molde para alguns genes e como fita codificadora para outros. A sequência
de nucleotídios de um mRNA será a mesma da fita codificadora, exceto pela
34
substituição de T por U (Timina por Uracila) [36]. Para que os fragmentos que irão compor o mRNA liguem-se uns aos outros, a enzima chamada
RNA polimerase DNA dependente entra em ação. Essa enzima se liga a
um sítio específico, o promotor, no molde. Posteriormente ocorre a síntese
do mRNA de um ponto de iniciação até que uma sequência de terminação
seja atingida [36]. O processo de síntese do mRNA ocorre portanto, com a
ligação da enzima no DNA e então com a ligação do primeiro nucleotídeo
ao sítio de iniciação da enzima. A enzima polimeriza os ribonucleotídeos
numa sequência específica que é ditada pela fita molde. À medida que o
complexo de alongamento contendo o miolo da RNA polimerase avança ao
longo da molécuma de DNA a mesma começa a se desenrolar. Finalmente,
a síntese da molécula de mRNA é concluída com um sinal que é reconhecido
pela proteína de terminação [36].
Figura 4.5: Processo de transcrição do mRNA, a partir de um gene do DNA.
A transcrição é diferente nas células eucarióticas e procarióticas. As células procarióticas não possuem núcleo então o DNA fica livre na célula.
Bactérias e algas são exemplos de células procarióticas. As células eucarióticas possuem o núcleo separado do resto da célula por uma membrana,
chamada membrana celular. O DNA das células eucarióticas fica dentro
do núcleo. Nas células eucarióticas, muitos genes são compostos de partes
chamadas íntrons e éxons. Depois da transcrição, os íntrons são removidos
do mRNA, de modo que não são usados na síntese de proteínas. Depois que
os íntrons são removidos, o mRNA diminuído, contendo apenas éxons e as
regiões regulatórias no início e fim, sai do núcleo e vai para o citoplasma,
onde estão os ribossomos [42].
Na tradução (Figura 4.7) , a síntese de proteínas ocorre dentro dos ribossomos, e envolve o mRNA e o tRNA. O tRNA (RNA transportador) faz a
conexão entre um códon e um aminoácido compatível com esse códon. Cada
molécula de tRNA possui, em uma extremidade, uma estrutura compatível
com um códon específico, e, na outra extremidade, uma estrutura que se
liga facilmente ao aminoácido correspondente. Quando o mRNA passa por
dentro do ribossomo, o tRNA, que combina com o códon do mRNA que está
no ribossomo, liga-se a ele. O tRNA, ligado ao códon, traz consigo o aminoácido correspondente. Quando o tRNA se liga ao códon, o aminoácido que
está ligado ao tRNA se desloca para um local próximo ao aminoácido que
35
Figura 4.6: Processo de síntese de proteínas em procariontes e eucariontes
passou pelo mesmo processo anteriormente. Uma enzima apropriada então
cataliza a ligação entre os aminoácidos, liberando o aminoácido do tRNA.
A ligação entre vários aminoácidos forma a proteína. Quando um códon
de parada surge, nenhum tRNA se associa a ele, as duas subunidades do
ribossomo separam-se, então a síntese da proteína é finalizada [42].
Figura 4.7: Processo de tradução na síntese de proteínas, utiliza o mRNA e
o tRNA.
36
Capítulo 5
A disciplina Biologia Molecular
no Moodle
Este projeto final envolveu inicialmente pesquisas para a busca de ferramentas úteis ao ensino da Biologia Molecular. Numa segunda etapa, implementamos duas dessas ferramentas, o ambiente Moodle e o software
Flash.
O Moodle foi escolhido porque o Centro de Educação à Distância (CEAD),
vinculado à UnB, gerencia o ambiente Moodle, atendendo a solicitações de
professores que queiram utilizar o ambiente em suas disciplinas. O Flash
foi a ferramenta escolhida para a criação das animações, porque suas potencialidades são conhecidas e adequadas à demanda do projeto. Além disso,
as animações produzidas podem ser disponibilizadas em sites.
5.1
Gestão do Curso
A disciplina de Biologia Molecular foi organizada no Moodle utilizando o
layout de semanas, a fim de atender à organização seguida pelo professor
em um site já existente. Então, cada semana do curso recebeu o seu respectivo material e fórum, que poderiam ser acessados por qualquer integrante
da disciplina através de links.
O material foi armazenado no Moodle dentro de diretórios (Figura 5.1),
um para cada semana, totalizando 8 diretórios.
O material era composto de arquivos HTML1 e animações em Flash.
Os arquivos HTML, que continham figuras e textos sobre a matéria,
foram retirados do site do professor e disponibilizados para download2 no
Moodle. O mesmo conteúdo poderia ser acessado diretamente no site do
professor, através de links colocados no Moodle. Os arquivos disponíveis
para download foram compactados para que não ocupassem tanto espaço
1
O HTLM (HyperText Markup Language) é a linguagem utilizada para criar sites. Um
arquivo HTML, quando acessado, tem seu conteúdo exposto através do browser (ferramenta própria para acessar sites na Internet)
2
Processo que consiste em salvar no computador um arquivo que está disponível em
outro computador, por meio de uma rede.
37
Figura 5.1: Diretórios onde foram armazenados os materiais.
na memória e conseqüentemente tornassem o download mais rápido. A
ferramenta escolhida para a compactação foi o Winzip [17], devido à grande
quantidade de usuários que a utilizam, e devido a sua compatibilidade com
o Winrar [16], outra ferramenta bastante difundida entre os usuários.
As animações em Flash foram disponibilizadas no Moodle, através de
links diretos para a página na Internet que continha a animação. Nenhuma
animação foi disponibilizada para download no Moodle, em respeito à propriedade dos sites. As animações foram encontradas mediante pesquisa, e
escolhidas de acordo com sua ligação com o conteúdo da disciplina.
Os seminários e provas foram informados no Moodle utilizando a opção
“Novo Evento”. Todos os integrantes podem, através do calendário, verificar
os eventos agendados do curso. No calendário, os dias que estão em cores
representam a existência de eventos, e os usuários podem “clicar” nesses
dias para obter mais informações.
Quanto às configurações, o curso foi denominado “Biologia Molecular B 01/2007”. Foram atribuídos código de inscrição e descrição. A data de
início do curso foi definida para “12 de março de 2007”. A duração do curso
foi estabelecida em 16 semanas, de modo que a décima sexta semana foi
definida entre o dia 25 junho e 1 de julho, seguindo o cronograma definido
pelo professor.
Visualmente, cada quadro semanal no Moodle recebeu cores diferentes
(Figura 5.2). Para inserir as cores, foi ativada a edição e escolhida a opção
“Editar Sumário”, em cada uma das semanas. No modo de edição do sumário (Figura 5.3) , foram utilizadas as opções “Cor das letras” e “Cor do
fundo”.
Quanto às cores dos links para os materiais, cada um recebeu as cores de
sua respectiva semana, tanto a cor do texto do link, quanto a cor de fundo,
38
Figura 5.2: Quadros semanais em cores diferentes.
Figura 5.3: Sumário da semana 1. (a) Cor das letras. (b) Cor do fundo (c)
Passar ao código HTML.
que aparecia quando o ponteiro do mouse estava sobre o link. O Moodle
possui um padrão de cores para os links, mas foi possível personalizar as
cores utilizando a opção “Passar ao código HTML”, na edição do sumário, e
inserir um código HTML para configurar as cores. O código inserido pode
entrar em conflito com as configurações do Moodle. Uma cor definida para
o link, de uma semana, pode fazer com que todos os links do Moodle as39
sumam aquela cor. O meio utilizado para impedir a interferência de cores
foi a utilização do Cascading Style Sheets (CSS) [1], que permite a inserção de estilos, como cores, tipos de fontes e espaçamento, em documentos
da web [1]. O CSS possibilita definir uma formatação diferente para cada
componente HTML, como links e textos.
5.2
A Síntese de Proteínas em Flash
Foram desenvolvidas quatro animações em Flash, utilizando a ferramenta
Macromedia Flash MX: uma animação mostrando a estrutura da célula
eucariótica (Figura 5.4), outra mostrando a estrutura da célula procariótica
(Figura 5.5), e duas animações mostrando a síntese de proteínas, uma para
a célula eucariótica (Figura 5.6) e outra para a célula procariótica (Figura
5.7).
Figura 5.4: Animação representando a estrutura da célula eucariótica.
Para as células eucarióticas, foi feito o desenho do corpo da célula (citoplasma e membrana celular), e os desenhos dos componentes internos:
retículo endoplasmático liso, retículo endoplasmático rugoso, centríolo, aparelho de golgi, lisossomo e mitocôndria.
Para as células procarióticas, foi feito o desenho do corpo da célula (citoplasma e membrana celular), e o desenho dos componentes internos: nucleóide, ribossomos e mesossomos.
Para a síntese de proteínas, a célula eucariótica e a célula procariótica
foram representadas por figuras compostas por: corpo da célula, DNA, ribossomos, mRNA e proteínas. A diferença entre as animações das duas
células está na presença de um núcleo, na célula eucariótica, que envolve o
DNA.
Cada desenho da animação foi criado utilizando os recursos presentes
na opção Ferramentas. Os desenhos foram criados com o auxílio do mouse
e as cores foram definidas no Misturador de Cores.
Em todas as animações, o “corpo” da célula, contendo a membrana e o
núcleo, ficaram na última camada (último plano da animação). Todos os
40
Figura 5.5: Animação representando a estrutura da célula procariótica.
Figura 5.6: Animação representando a síntese de proteínas em uma célula
eucariótica.
outros componentes da célula ficaram em camadas superiores. Se o corpo
da célula fosse trazido para o primeiro plano ele iria ocultar os outros componentes da animação.
Cada componente da célula, como ribossomo, proteína e núcleo, foi transformado em um “símbolo”. Para cada componente foi definida uma ação,
que deveria ser desencadeada com um clique sobre o componente. As interações consistiram em mostrar quadros explicativos de cada componente
que fosse acessado pelo usuário, através de um click.
Foram definidos movimentos a todos os componentes internos das células. A movimentação dos componentes foi feita utilizando o recurso “Interpolação de Movimento”, que permite a definição de uma trajetória entre
uma posição inicial e final do componente. Foram definidas trajetórias independentes de movimento para cada componente da figura. Para a síntese
da proteína, no ribossomo, foi utilizado o recurso de interpolação de forma.
41
Figura 5.7: Animação representando a síntese de proteínas em uma célula
procariótica.
Foi feito um pequeno ponto, representando o início da proteína, e, no último
quadro, foi inserida uma linha de mesma cor do ponto, representando a proteína completa. Com a interpolação de forma, à medida que os quadros são
exibidos, o ponto começa a crescer até assumir a forma da linha.
As animações foram colocadas em um site na Internet (Figura 5.8), desenvolvido exclusivamente para abrigar as quatro animações. O site foi
criado usando código HTML e CSS, que foram inseridos em um editor de
texto simples. Nenhuma ferramenta de construção de código foi utilizada
para desenvolver o site.
Figura 5.8: Página inicial do site que abriga as quatro animações.
42
Capítulo 6
Conclusões e Trabalhos Futuros
Neste trabalho implementamos uma plataforma de gestão para o curso de
Biologia Molecular do Instituto de Biologia da UnB baseado no Moodle.
Além disso, implementamos animações do processo de síntese de proteínas
em células eucariontes e procariontes utilizando o Flash. O site contendo
as animações pode ser acessado online.
O projeto foi importante para o aprendizado das ferramentas utilizadas
e para contribuir com o desenvolvimento dos projetos, baseados em EAD,
para apoiar o aprendizado de Biologia Molecular.
Para trabalhos futuros, sugerimos a ampliação do site, através da criação de outros módulos, e a sua utilização efetiva na disciplina de Biologia
Molecular, para que o professor e os alunos conheçam na prática as suas
funcionalidades e potencialidades. Além disso, sugerimos a continuidade
do desenvolvimento do módulo online de Biologia Molecular, inserindo outras animações e disponibilizando mais textos. Sugerimos também criar e
colocar objetos de aprendizagem de Biologia Molecular em um pacote padrão da UnB, para distribuição e compartilhamento.
43
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