O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos ... more O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos drivers por parte de estudantes de química quando utilizam software de modelagem molecular. Neste trabalho, utilizamos referenciais inéditos na educação química: o referencial teórico da Teoria da Mediação Cognitiva em Rede (TMC) e a metodologia de combinar análise de discurso e análise gestual. Os registros usados são os testes escritos (pré e pós) e os vídeos gravados durante entrevista semiestruturada conforme protocolo Report Aloud. Desses vídeos, extraímos os gestos (discurso não verbal), que foram avaliados por análise gestual, e o discurso verbal, que foi avaliado por análise de discurso. Ao final deste recorte, conseguimos mostrar, tanto nos gestos quanto no discurso verbal e na escrita, os indícios da presença dessas novas representações e dos novos drivers que foram construídos a partir da mediação por computador. Por isso, os estudantes demonstraram ter criado uma comp...
RESUMO Apresentamos uma extensa revisao de literatura da producao na area de Ensino e Ciencias e ... more RESUMO Apresentamos uma extensa revisao de literatura da producao na area de Ensino e Ciencias e Matematica sobre o topico de modelagem molecular. Investigamos dezessete periodicos nacionais e internacionais de renome na area durante um periodo de 10 anos, coletando os artigos que apresentassem palavras-chave semelhantes a ‘modelagem molecular’. Um total de 110 artigos foram colecionados e categorizados dentro de uma perspectiva de pesquisa bibliografica qualitativa. Tres categorias emergiram naturalmente: Uma na qual apenas exemplos de modelagem molecular sao sugeridos para uso em ensino, sem que aplicacoes sejam realizadas. Uma segunda categoria em que os autores relatam aplicacao de experimentos de modelagem molecular em situacoes didaticas, porem sem uma analise mais profunda. A terceira categoria e formada de artigos nos quais referenciais teoricos e epistemologicos de educacao sao utilizados tambem para iluminar a analise dos dados coletados. Este trabalho parte do que foi publicado1 em congressos anteriormente e foca especificamente na analise detalhada dos artigos em cada uma das categorias criadas – o que antes foi feito apenas de forma resumida e geral – e permite concluir que existe uma produtividade grande de exemplos didaticos e aplicacoes na area de modelagem molecular, contudo sem um aprofundamento dentro da pesquisa em ensino de quimica. Com relacao aos estudos existentes, podemos dividi-los em dois grupos. Um grupo e o de visualizacao, no qual existem varios trabalhos demonstrando o grande potencial de aprendizado de estudantes que utilizam ferramentas computacionais de visualizacao de modelos quimicos. O outro grupo e o de trabalhos de modelagem. Apesar da extensa produtividade no campo da visualizacao – e dos resultados positivos acerca de seus beneficios no aprendizado de conceitos cientificos – faltam estudos nos quais haja, efetivamente, uma fundamentacao solida dentro da area de Ensino de Ciencias e Matematica acerca do potencial para o ensino de Ciencias da modelagem molecular em si, e tambem faltam contribuicoes de pesquisas realizadas no Brasil. Palavras-chave: Modelagem Molecular. Quimica Computacional. Revisao de Literatura.
A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a qu... more A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a química profissional, bem como facilitadora na compreensão das propriedades de átomos e moléculas. Atualmente, antes do trabalho em laboratório, o uso da modelagem tem sido a primeira etapa no longo processo de síntese de novos produtos em indústrias de fármacos, cosméticos, dentre outras. Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura de ensino de química nos últimos dez anos sobre o tema modelagem molecular. Foram pesquisados os termos “modelagem molecular”, “molecular modeling” e “modelaje molecular” nos títulos e resumos dos principais periódicos de ensino de química do Brasil, da América Latina, dos Estados Unidos e da Europa.
Neste artigo realizamos uma atividade de modelagem molecular no ensino de química utilizando o so... more Neste artigo realizamos uma atividade de modelagem molecular no ensino de química utilizando o software spartan, no tópico de Estereoquímica. A atividade é descrita focando principalmente em uma análise conformacional do n-butano e dos isômeros cis e trans do 2-buteno. Antes e após a atividade de modelagem computacional, conduzida em dupla, foi realizado um teste individual e uma entrevista individual seguindo o protocolo think aloud. O objetivo da atividade foi o de buscar indícios sobre como e de que forma são internalizadas as representações utilizadas durante a atividade de modelagem molecular no conteúdo de estereoquímica. As considerações sobre os resultados, para este trabalho, foram construídas a partir da análise de conteúdo das entrevistas.
This paper is based on the Cognitive Mediation Networks Theory and aims to describe the results o... more This paper is based on the Cognitive Mediation Networks Theory and aims to describe the results of an exploratory experiment in computational chemistry and molecular modeling. Six High School Chemistry students were used as sample and participated in all stages of the research, in which molecular modeling software was used as an external information processing mechanism so that the student can internalize the contents of simulation, the chemical representations shown and acquire new knowledge. In this sense, we aim to answer the following research question: what specific “drivers” are originated by the molecular visualization or by the molecular modeling? The full experimental design included: individual pre-test; individual pre-test interview; computational molecular modeling performed in pairs and approaching conformational analysis of the n-butane molecule and cis/trans stereochemistry from the analysis of the energy involved in the double bonding torsion of cis-2-butene; individ...
ABSTRACT RESUMO Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura acerca da utilização... more ABSTRACT RESUMO Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura acerca da utilização de softwares de modelagem molecular no ensino de química nos últimos dez anos, promovendo uma reflexão sobre as possibilidades de utilização destas ferramentas nos currículos de química. Foram pesquisados os termos “modelagem molecular”, “molecular modeling” e “modelaje molecular” nos títulos e resumos dos principais periódicos especializados em ensino de química do Brasil, da América Latina, dos Estados Unidos e da Europa. A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a química profissional, bem como facilitadora na compreensão das propriedades de átomos e moléculas. No entanto, apesar dos esforços de pesquisadores e de fomento governamental, existem muito poucas publicações em pesquisa em educação química sobre modelagem molecular, que possam contribuir para a formação inicial e continuada de professores de química, assim como demais profissionais da área.
A modelagem molecular e empregada na area de investigacao da Quimica Teorica a decadas. Ja no ens... more A modelagem molecular e empregada na area de investigacao da Quimica Teorica a decadas. Ja no ensino, e estabelecido que o uso de software de visualizacao molecular auxilia notoriamente no desenvolvimento de habilidades visuoespaciais. A compreensao de muitos conceitos quimicos esta diretamente ligada as habilidades visuoespaciais, pois a visualizacao faz parte de um sistema de percepcao de simbolos que sao tipicos desta Ciencia. Esta habilidade pode avancar para a consolidacao de imagens mentais dinâmicas, permitindo que os estudantes possam realizar simulacoes mentais e modelar sistemas quimicos. Consideramos que a interacao dos estudantes com a modelagem molecular pode levar a construcao de modelos mentais tridimensionais dinâmicos, produzindo uma conceitualizacao mais rica do fenomeno quimico e dotando os estudantes de competencias especificas e de capacidade de pensamento de alta ordem. A fim de compreender como e alterada a estrutura cognitiva dos estudantes apos a utilizacao ...
Um estudo das concepções dos docentes sobre a estruturação do curso de licenciatura em química da... more Um estudo das concepções dos docentes sobre a estruturação do curso de licenciatura em química da REGESD, na modalidade a distância. ...
Este artigo busca oferecer uma opção alternativa para o ensino de química na educação básica ao p... more Este artigo busca oferecer uma opção alternativa para o ensino de química na educação básica ao propormos como recurso didático o uso do tema gerador Biocombustíveis. Dessa forma, esperamos despertar o interesse dos alunos para determinados componentes curriculares e, também, permitir ao professor a busca de ferramentas que possibilitem não somente aperfeiçoar o processo de ensinoaprendizagem, mas também viabilizar o crescimento profissional e pessoal de ambos, aluno e professor. Para tanto, elencamos um conjunto de conteúdos e de aspectos que envolvem o tema Biodiesel, bem como a desmitificação de falsas verdades propaladas acerca do tema. Por fim, apresentamos uma proposta de abordagem para o tema, indicando as possíveis articulações com as demais áreas do conhecimento.
Molecular modeling is employed in the field of Computational Chemistry for decades. In teaching, ... more Molecular modeling is employed in the field of Computational Chemistry for decades. In teaching, the use of computers notably helps the development of visuospatial abilities as part of a system of perception of symbols that are typical of a field of Science. We consider that the interaction of students with molecular modeling can lead to the building of dynamic tridimensional mental models, producing a richer conceptualization of the chemical phenomena and imbuing the students with specific competences and the ability of higher order thinking. Our research took as epistemological referential the ideas of Larry Laudan, upon which we build up our theoretical referential choice as it connects scientific development to the growing capacity to solve problems. The theoretical referential that was used in our research is unheard before within the field of Chemical Education, the Cognitive Networks Mediation Theory (CNMT). The methodological referential built also was unheard of and starts with the epistemology of tacit knowledge of Michael Polanyi. The methodology able to reveal it has the main objective to identify and comprehend the depictive gesture of the students (non verbal speech) by means of gesture analysis. Therefore, we developed a variation of the Think Aloud technique, that we hereby name Report Aloud, and which consists in making the student report his reasoning process when he was facing the challenge of the resolution of the proposed problem. The verbal speech was also analyzed by Speech Analysis. Our main research result so far shows that the use of molecular modeling allows the student to acquire a dynamic view of the transformations processes in molecules, helping in the consolidation of visuospatial abilities and allowing the students the building of a more integrated understanding of chemical concepts around the energy concept that, usually, are historically treated as distinct.
Science learning still is, to a great extent, mechanical; and Chemistry learning does not constit... more Science learning still is, to a great extent, mechanical; and Chemistry learning does not constitute a counter example of this undesirable situation. Many reforms recently proposed of re-structuring chemistry curriculum ponder that in order to have a more meaning learning the student must be able to see chemistry as a predictive science made upon a structural analysis of chemical compounds and also to be able to understand chemistry phenomena within the framework of the concept of energy. Hence, the goal of this work is to propose the usage of a didactic sequence, based on using Molecular Modeling techniques and built with Moreira’s model of PMTU for teaching cis/trans stereochemistry. The activity has the objective of performing the conformational analysis of n-butane and the cis/trans isomers of 2-butene. Thus, its intended to offer the opportunity for the student to understand two fundamental concepts: a) that the energy of a molecule is determined by the structure that it assumes in space, and the molecule will assume the structure which has a minimum of energy and b) in case of double bonds, there is a potential barrier which prevents the spontaneous rotation around the double bond, without breaking it. Therefore, we employ the theoretical perspective of Ausubel of a potentially meaningful teaching by means of the integralizating concept of molecular energy of the cis/trans confomers, with such energy obtained by means of molecular modeling. Exploratory results seem to indicate that, if the student is already able to visualize microscopically chemical species, it is possible to reorder his conceptual structure in the field of isomerism by means of a combinatory meaningful learning around the concept of energy.
O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos ... more O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos drivers por parte de estudantes de química quando utilizam software de modelagem molecular. Neste trabalho, utilizamos referenciais inéditos na educação química: o referencial teórico da Teoria da Mediação Cognitiva em Rede (TMC) e a metodologia de combinar análise de discurso e análise gestual. Os registros usados são os testes escritos (pré e pós) e os vídeos gravados durante entrevista semiestruturada conforme protocolo Report Aloud. Desses vídeos, extraímos os gestos (discurso não verbal), que foram avaliados por análise gestual, e o discurso verbal, que foi avaliado por análise de discurso. Ao final deste recorte, conseguimos mostrar, tanto nos gestos quanto no discurso verbal e na escrita, os indícios da presença dessas novas representações e dos novos drivers que foram construídos a partir da mediação por computador. Por isso, os estudantes demonstraram ter criado uma competência representacional que permitiu a integração de conceitos químicos.
O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos ... more O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos drivers por parte de estudantes de química quando utilizam software de modelagem molecular. Neste trabalho, utilizamos referenciais inéditos na educação química: o referencial teórico da Teoria da Mediação Cognitiva em Rede (TMC) e a metodologia de combinar análise de discurso e análise gestual. Os registros usados são os testes escritos (pré e pós) e os vídeos gravados durante entrevista semiestruturada conforme protocolo Report Aloud. Desses vídeos, extraímos os gestos (discurso não verbal), que foram avaliados por análise gestual, e o discurso verbal, que foi avaliado por análise de discurso. Ao final deste recorte, conseguimos mostrar, tanto nos gestos quanto no discurso verbal e na escrita, os indícios da presença dessas novas representações e dos novos drivers que foram construídos a partir da mediação por computador. Por isso, os estudantes demonstraram ter criado uma comp...
RESUMO Apresentamos uma extensa revisao de literatura da producao na area de Ensino e Ciencias e ... more RESUMO Apresentamos uma extensa revisao de literatura da producao na area de Ensino e Ciencias e Matematica sobre o topico de modelagem molecular. Investigamos dezessete periodicos nacionais e internacionais de renome na area durante um periodo de 10 anos, coletando os artigos que apresentassem palavras-chave semelhantes a ‘modelagem molecular’. Um total de 110 artigos foram colecionados e categorizados dentro de uma perspectiva de pesquisa bibliografica qualitativa. Tres categorias emergiram naturalmente: Uma na qual apenas exemplos de modelagem molecular sao sugeridos para uso em ensino, sem que aplicacoes sejam realizadas. Uma segunda categoria em que os autores relatam aplicacao de experimentos de modelagem molecular em situacoes didaticas, porem sem uma analise mais profunda. A terceira categoria e formada de artigos nos quais referenciais teoricos e epistemologicos de educacao sao utilizados tambem para iluminar a analise dos dados coletados. Este trabalho parte do que foi publicado1 em congressos anteriormente e foca especificamente na analise detalhada dos artigos em cada uma das categorias criadas – o que antes foi feito apenas de forma resumida e geral – e permite concluir que existe uma produtividade grande de exemplos didaticos e aplicacoes na area de modelagem molecular, contudo sem um aprofundamento dentro da pesquisa em ensino de quimica. Com relacao aos estudos existentes, podemos dividi-los em dois grupos. Um grupo e o de visualizacao, no qual existem varios trabalhos demonstrando o grande potencial de aprendizado de estudantes que utilizam ferramentas computacionais de visualizacao de modelos quimicos. O outro grupo e o de trabalhos de modelagem. Apesar da extensa produtividade no campo da visualizacao – e dos resultados positivos acerca de seus beneficios no aprendizado de conceitos cientificos – faltam estudos nos quais haja, efetivamente, uma fundamentacao solida dentro da area de Ensino de Ciencias e Matematica acerca do potencial para o ensino de Ciencias da modelagem molecular em si, e tambem faltam contribuicoes de pesquisas realizadas no Brasil. Palavras-chave: Modelagem Molecular. Quimica Computacional. Revisao de Literatura.
A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a qu... more A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a química profissional, bem como facilitadora na compreensão das propriedades de átomos e moléculas. Atualmente, antes do trabalho em laboratório, o uso da modelagem tem sido a primeira etapa no longo processo de síntese de novos produtos em indústrias de fármacos, cosméticos, dentre outras. Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura de ensino de química nos últimos dez anos sobre o tema modelagem molecular. Foram pesquisados os termos “modelagem molecular”, “molecular modeling” e “modelaje molecular” nos títulos e resumos dos principais periódicos de ensino de química do Brasil, da América Latina, dos Estados Unidos e da Europa.
Neste artigo realizamos uma atividade de modelagem molecular no ensino de química utilizando o so... more Neste artigo realizamos uma atividade de modelagem molecular no ensino de química utilizando o software spartan, no tópico de Estereoquímica. A atividade é descrita focando principalmente em uma análise conformacional do n-butano e dos isômeros cis e trans do 2-buteno. Antes e após a atividade de modelagem computacional, conduzida em dupla, foi realizado um teste individual e uma entrevista individual seguindo o protocolo think aloud. O objetivo da atividade foi o de buscar indícios sobre como e de que forma são internalizadas as representações utilizadas durante a atividade de modelagem molecular no conteúdo de estereoquímica. As considerações sobre os resultados, para este trabalho, foram construídas a partir da análise de conteúdo das entrevistas.
This paper is based on the Cognitive Mediation Networks Theory and aims to describe the results o... more This paper is based on the Cognitive Mediation Networks Theory and aims to describe the results of an exploratory experiment in computational chemistry and molecular modeling. Six High School Chemistry students were used as sample and participated in all stages of the research, in which molecular modeling software was used as an external information processing mechanism so that the student can internalize the contents of simulation, the chemical representations shown and acquire new knowledge. In this sense, we aim to answer the following research question: what specific “drivers” are originated by the molecular visualization or by the molecular modeling? The full experimental design included: individual pre-test; individual pre-test interview; computational molecular modeling performed in pairs and approaching conformational analysis of the n-butane molecule and cis/trans stereochemistry from the analysis of the energy involved in the double bonding torsion of cis-2-butene; individ...
ABSTRACT RESUMO Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura acerca da utilização... more ABSTRACT RESUMO Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura acerca da utilização de softwares de modelagem molecular no ensino de química nos últimos dez anos, promovendo uma reflexão sobre as possibilidades de utilização destas ferramentas nos currículos de química. Foram pesquisados os termos “modelagem molecular”, “molecular modeling” e “modelaje molecular” nos títulos e resumos dos principais periódicos especializados em ensino de química do Brasil, da América Latina, dos Estados Unidos e da Europa. A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a química profissional, bem como facilitadora na compreensão das propriedades de átomos e moléculas. No entanto, apesar dos esforços de pesquisadores e de fomento governamental, existem muito poucas publicações em pesquisa em educação química sobre modelagem molecular, que possam contribuir para a formação inicial e continuada de professores de química, assim como demais profissionais da área.
A modelagem molecular e empregada na area de investigacao da Quimica Teorica a decadas. Ja no ens... more A modelagem molecular e empregada na area de investigacao da Quimica Teorica a decadas. Ja no ensino, e estabelecido que o uso de software de visualizacao molecular auxilia notoriamente no desenvolvimento de habilidades visuoespaciais. A compreensao de muitos conceitos quimicos esta diretamente ligada as habilidades visuoespaciais, pois a visualizacao faz parte de um sistema de percepcao de simbolos que sao tipicos desta Ciencia. Esta habilidade pode avancar para a consolidacao de imagens mentais dinâmicas, permitindo que os estudantes possam realizar simulacoes mentais e modelar sistemas quimicos. Consideramos que a interacao dos estudantes com a modelagem molecular pode levar a construcao de modelos mentais tridimensionais dinâmicos, produzindo uma conceitualizacao mais rica do fenomeno quimico e dotando os estudantes de competencias especificas e de capacidade de pensamento de alta ordem. A fim de compreender como e alterada a estrutura cognitiva dos estudantes apos a utilizacao ...
Um estudo das concepções dos docentes sobre a estruturação do curso de licenciatura em química da... more Um estudo das concepções dos docentes sobre a estruturação do curso de licenciatura em química da REGESD, na modalidade a distância. ...
Este artigo busca oferecer uma opção alternativa para o ensino de química na educação básica ao p... more Este artigo busca oferecer uma opção alternativa para o ensino de química na educação básica ao propormos como recurso didático o uso do tema gerador Biocombustíveis. Dessa forma, esperamos despertar o interesse dos alunos para determinados componentes curriculares e, também, permitir ao professor a busca de ferramentas que possibilitem não somente aperfeiçoar o processo de ensinoaprendizagem, mas também viabilizar o crescimento profissional e pessoal de ambos, aluno e professor. Para tanto, elencamos um conjunto de conteúdos e de aspectos que envolvem o tema Biodiesel, bem como a desmitificação de falsas verdades propaladas acerca do tema. Por fim, apresentamos uma proposta de abordagem para o tema, indicando as possíveis articulações com as demais áreas do conhecimento.
Molecular modeling is employed in the field of Computational Chemistry for decades. In teaching, ... more Molecular modeling is employed in the field of Computational Chemistry for decades. In teaching, the use of computers notably helps the development of visuospatial abilities as part of a system of perception of symbols that are typical of a field of Science. We consider that the interaction of students with molecular modeling can lead to the building of dynamic tridimensional mental models, producing a richer conceptualization of the chemical phenomena and imbuing the students with specific competences and the ability of higher order thinking. Our research took as epistemological referential the ideas of Larry Laudan, upon which we build up our theoretical referential choice as it connects scientific development to the growing capacity to solve problems. The theoretical referential that was used in our research is unheard before within the field of Chemical Education, the Cognitive Networks Mediation Theory (CNMT). The methodological referential built also was unheard of and starts with the epistemology of tacit knowledge of Michael Polanyi. The methodology able to reveal it has the main objective to identify and comprehend the depictive gesture of the students (non verbal speech) by means of gesture analysis. Therefore, we developed a variation of the Think Aloud technique, that we hereby name Report Aloud, and which consists in making the student report his reasoning process when he was facing the challenge of the resolution of the proposed problem. The verbal speech was also analyzed by Speech Analysis. Our main research result so far shows that the use of molecular modeling allows the student to acquire a dynamic view of the transformations processes in molecules, helping in the consolidation of visuospatial abilities and allowing the students the building of a more integrated understanding of chemical concepts around the energy concept that, usually, are historically treated as distinct.
Science learning still is, to a great extent, mechanical; and Chemistry learning does not constit... more Science learning still is, to a great extent, mechanical; and Chemistry learning does not constitute a counter example of this undesirable situation. Many reforms recently proposed of re-structuring chemistry curriculum ponder that in order to have a more meaning learning the student must be able to see chemistry as a predictive science made upon a structural analysis of chemical compounds and also to be able to understand chemistry phenomena within the framework of the concept of energy. Hence, the goal of this work is to propose the usage of a didactic sequence, based on using Molecular Modeling techniques and built with Moreira’s model of PMTU for teaching cis/trans stereochemistry. The activity has the objective of performing the conformational analysis of n-butane and the cis/trans isomers of 2-butene. Thus, its intended to offer the opportunity for the student to understand two fundamental concepts: a) that the energy of a molecule is determined by the structure that it assumes in space, and the molecule will assume the structure which has a minimum of energy and b) in case of double bonds, there is a potential barrier which prevents the spontaneous rotation around the double bond, without breaking it. Therefore, we employ the theoretical perspective of Ausubel of a potentially meaningful teaching by means of the integralizating concept of molecular energy of the cis/trans confomers, with such energy obtained by means of molecular modeling. Exploratory results seem to indicate that, if the student is already able to visualize microscopically chemical species, it is possible to reorder his conceptual structure in the field of isomerism by means of a combinatory meaningful learning around the concept of energy.
O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos ... more O objetivo deste trabalho é mostrar evidências da aquisição de novas representações e de novos drivers por parte de estudantes de química quando utilizam software de modelagem molecular. Neste trabalho, utilizamos referenciais inéditos na educação química: o referencial teórico da Teoria da Mediação Cognitiva em Rede (TMC) e a metodologia de combinar análise de discurso e análise gestual. Os registros usados são os testes escritos (pré e pós) e os vídeos gravados durante entrevista semiestruturada conforme protocolo Report Aloud. Desses vídeos, extraímos os gestos (discurso não verbal), que foram avaliados por análise gestual, e o discurso verbal, que foi avaliado por análise de discurso. Ao final deste recorte, conseguimos mostrar, tanto nos gestos quanto no discurso verbal e na escrita, os indícios da presença dessas novas representações e dos novos drivers que foram construídos a partir da mediação por computador. Por isso, os estudantes demonstraram ter criado uma competência representacional que permitiu a integração de conceitos químicos.
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