vantagens e desvantagens do uso da informática

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____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 8 2. REVISÃO DA LITERATURA 2.1. TIC e Educação A sociedade em que vivemos hoje, e por estar em constante mudança, exige um grande desafio ao sistema educativo. As TIC participam de forma imperativa para que o sistema possa responder às necessidades. De facto, elas tornaram-se uma realidade desde as grandes multinacionais às pequenas empresas, das instituições públicas aos estabelecimentos de ensino e até às nossas casas. As TIC são um instrumento para a educação e a formação ao longo da vida porque dão acesso a conhecimentos e oferecem possibilidades de soluções individuais. De facto, quando a educação e a formação se baseiam nas TIC é possível escolher estudar num lugar onde é possível combinar estudos com outras obrigações. Uma das características básicas das TIC é o facto de um único meio electrónico de comunicação suportar todo o tipo de informação, desde os tradicionais documentos de texto, a análises matemáticas e financeiras, passando por imagens, som e vídeo. No entanto, esta multiplicidade de conceitos, técnicas, equipamentos e programas pode tornar as TIC num obstáculo difícil de transpor, para alguns. Nestes casos caberá à escola reduzir as diferenças culturais e possibilitar a utilização de recursos tão importantes em quase todas as profissões. (Adell, 1997) As novas tecnologias apresentam três grandes vantagens: 1 – Facilitam o acesso a diferentes fontes de conhecimento; 2 – Permitem combinar diferentes domínios que se desejem estudar; 3 – Constituem um instrumento pedagógico que permite conjugar diferentes programas e métodos de educação e formação. Ao nível do ensino, podem-se destacar ainda duas vantagens no uso destas tecnologias: - O contexto pessoal, ou seja, a forma como professores e alunos usam o computador independentemente da sua relação pedagógica. Neste caso, as vantagens dos computadores compreendem a rapidez de execução de tarefas,

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____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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2. REVISÃO DA LITERATURA

2.1. TIC e Educação

A sociedade em que vivemos hoje, e por estar em constante mudança,

exige um grande desafio ao sistema educativo. As TIC participam de forma

imperativa para que o sistema possa responder às necessidades. De facto,

elas tornaram-se uma realidade desde as grandes multinacionais às pequenas

empresas, das instituições públicas aos estabelecimentos de ensino e até às

nossas casas.

As TIC são um instrumento para a educação e a formação ao longo da

vida porque dão acesso a conhecimentos e oferecem possibilidades de

soluções individuais. De facto, quando a educação e a formação se baseiam

nas TIC é possível escolher estudar num lugar onde é possível combinar

estudos com outras obrigações.

Uma das características básicas das TIC é o facto de um único meio

electrónico de comunicação suportar todo o tipo de informação, desde os

tradicionais documentos de texto, a análises matemáticas e financeiras,

passando por imagens, som e vídeo. No entanto, esta multiplicidade de

conceitos, técnicas, equipamentos e programas pode tornar as TIC num

obstáculo difícil de transpor, para alguns. Nestes casos caberá à escola reduzir

as diferenças culturais e possibilitar a utilização de recursos tão importantes em

quase todas as profissões. (Adell, 1997)

As novas tecnologias apresentam três grandes vantagens:

1 – Facilitam o acesso a diferentes fontes de conhecimento;

2 – Permitem combinar diferentes domínios que se desejem estudar;

3 – Constituem um instrumento pedagógico que permite conjugar

diferentes programas e métodos de educação e formação.

Ao nível do ensino, podem-se destacar ainda duas vantagens no uso

destas tecnologias:

- O contexto pessoal, ou seja, a forma como professores e alunos usam

o computador independentemente da sua relação pedagógica. Neste caso, as

vantagens dos computadores compreendem a rapidez de execução de tarefas,

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a facilidade de pesquisa de inúmeros assuntos, a possibilidade de formação à

distância, partilha de experiências, entre outras.

- O contexto educativo, incluindo o contexto da aula e o contexto da

relação pedagógica fora da sala de aula. Aqui as vantagens assentam na

possibilidade de interacção diferenciada que o professor estabelece com os

alunos perante o uso de um determinado software educativo, na comunicação

à distância (e-mail), etc (Paiva, 2002 a).

Se é verdade que a função da escola é educar os futuros cidadãos, as

TIC deverão ajudar a pôr em prática os princípios de uma escola democrática:

igualdade de oportunidades, formação crítica dos futuros cidadãos e adaptação

das crianças à sociedade.

A principal vantagem do multimédia e do hipermédia em educação é que

facilitam a concretização de diversos objectivos pedagógicos. A forma de

trabalhar numa sala de aula transforma-se totalmente com a sua aplicação,

uma vez que é mais do que um conjunto de ferramentas poderosas e

atraentes. O ensino das ciências, sobretudo, é positivamente alterado e

facilitado com as TIC.

Para a total compreensão de um conteúdo o professor deve apostar em

abordagens, assentes em metodologias tão diferentes quanto possível:

narração, exposição, investigação, experimentação, simulação, etc. Desta

forma, e devido aos vários ritmos de aprendizagem dos alunos, o professor

conseguem atingir e sensibilizar um maior número de alunos. Uma abordagem

múltipla permite também que o próprio professor enfrente diversas formas de

compreensão do mesmo assunto.

As TIC enriquecem os tradicionais processos de ensino aprendizagem já

que proporcionam aos alunos e professores ambientes de aprendizagem mais

participada e fomentam a tomada de decisões sobre o que se quer aprende e

ensinar.

As redes de comunicação actuais são a base da realidade social,

profissional e escolar. Ao aproveitar a interactividade global promove-se,

necessariamente, a aprendizagem colaborativa através de fóruns de discussão,

chats (para comunicação em tempo real e troca de ficheiros), roteiros de

Page 3: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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10

exploração. Estes últimos proporcionam trabalho de grupo aproveitando a

Internet. Uma sala de aula com computadores ligados em rede é também um

óptimo meio de trabalho em grupo, e promove a construção do saber nu

processo de ajuda mútua e de partilha de problemas e necessidades (Paiva,

2002 a), (Paiva, 2005).

2.1.1. As TIC na Escola

Para que os objectivos de um ensino democrático sejam atendidos, não

basta o oferecimento de equipamento informático às escolas. Mais do que isso,

todos os participantes da actividade educativa (alunos, pais, professores e

autarcas) se devem integrar no projecto da introdução das TIC na escola.

Com a chegada de tantos computadores às escolas vão ser criadas

intranets (redes locais), exigindo obras nos respectivos edifícios. Todo o

equipamento informático poderá ser alojado em diferentes pontos: bibliotecas,

centros de recursos, laboratórios de informática, laboratórios de ciências,

clubes e salas de aulas.

A forma de equipamento das escolas não é generalizada, quer em

termos de tipologia, quer em termos de quantidade. Deve-se estabelecer um

mínimo e um “desejável” para uma escola dinâmica, nível este determinado

pela natureza dos projectos educativos e pelo número de alunos e professores

envolvidos. No entanto, mais do que estes projectos, será a formação de

professores e a integração das TIC no currículo que irá determinar a sua

utilização. De facto, em Portugal têm sido feitos progressos no fornecimento de

equipamento informático às escolas e na formação especializada dos

professores.

Ao mencionar equipamento informático de uma escola, engloba-se

computadores, periféricos indispensáveis, redes cliente-servidor, bem como a

respectiva assistência técnica e manutenção (garantidas por contratos entre

escolas com empresas de hardware). Além disso, todo o pessoal, mesmo o

não docente, deverá estar preparado com formação profissional com perfil

técnico.

A integração das TIC nas escolas conta ainda com obstáculos

pedagógicos. Em primeiro lugar, saber utilizar uma máquina não significa que

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____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

11

já se saiba transformá-la numa ferramenta pedagógica. Além disso, produtos

multimédia muito originais não implica que sejam ferramentas que permitam

redescobrir o prazer de aprender.

Deve salientar-se também que a integração das TIC não garante por si

só eficácia pedagógica. Ou seja, não só existem produtos multimédia que são

maus produtos pedagógicos, como também há muito bons produtos multimédia

mas cujas utilizações pedagógicas são péssimas.

A escola pode usar produtos multimédia que não tenham sido

construídos a pensar exclusivamente no ensino, desde que eles apresentem

qualidade estética e coerência lógica. Aliás, a implementação das TIC

pressupões que a formação de professores seja muito rigorosa: mais do que

saber manipular computadores, eles deverão ser capazes de reflectir

criticamente sobre as TIC e a sua utilização pedagógica. Muitos produtos não

são mais do que bonitas embalagens com velhos conteúdos e velhas

pedagogias; o que é importante é que se analise de forma crítica as

possibilidades de aprendizagem das TIC.

Os produtos multimédia são extremamente sedutores na medida em que

reúnem em simultâneo imagem, cor, som, animação e efeitos visuais e

sonoros, embora se deva ter em atenção o seu uso.

Para todos os alunos, no entanto, a utilização planeada e ponderada

permite (Correia, 2003 a):

1 – Desenvolver uma competência de trabalho em autonomia porque os

alunos dispõem desde muito novos a uma vasta variedade de ferramentas de

investigação; os alunos passam a ser responsáveis pelas suas aprendizagens.

2 – Ampliar as capacidades de análise, reflexão, confrontação,

verificação, organização, selecção e estruturação porque as informações não

estão muna única fonte. Se o aluno não for capaz de seleccionar, as

informações limitam-se a ser uma “acumulação” de saberes e não

“conhecimento”.

3 – Conhecer e compreender outras culturas.

4 – Criar sites: neste trabalho os alunos estruturam ideias, organizam-

nas espacialmente com preocupação estética, realizam pesquisas históricas,

geográficas e culturais, recolhem imagens, som vídeo, etc.

Page 5: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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2.1.2. Potencialidades e limitações pedagógicas das TIC

Apresentam-se abaixo algumas das reconhecidas potencialidades das

TIC (Almeida, 2004), (Wild, 1996).

A1. Ajuda o aluno a descobrir o conhecimento por si: é uma forma de ensino

activo em que o professor ocupa um lugar intermédio ente a informação e os

alunos, apontando caminhos e avivando a criatividade, a autonomia (pois é

grande a variedade de fontes de informação e têm que escolher) e o

pensamento crítico. Existe uma grande relação reflectiva e interventiva entre o

aluno e o mundo que o rodeia.

A2. Promove o pensamento sobre si mesmo (metacognição), a organização

desse pensamento e o desenvolvimento cognitivo e intelectual, nomeadamente

o raciocínio formal.

A3. Impulsiona a utilização, por parte de professores e alunos, de diversas

ferramentas intelectuais.

A4. Enriquece as próprias aulas pois diversifica as metodologias de ensino –

aprendizagem.

A5. Aumenta a motivação de alunos e professores.

A6. Amplia o volume de informação disponível para os alunos, que está

disponível de forma rápida e simples.

A7. Proporciona a interdisciplinaridade.

A8. Permite formular hipóteses, testá-las, analisar resultados e reformular

conceitos, pelo que estão de acordo com a investigação científica.

A9. Possibilita o trabalho em simultâneo com outras pessoas geograficamente

distantes

A10. Propicia o recurso a medidas rigorosas de grandezas físicas e químicas e

o controlo de equipamento laboratorial (sensores e interfaces).

A11. Cria micromundos de aprendizagem: é capaz de simular experiências que

na realidade são rápidas ou lentas demais, que utilizam materiais perigosos e

em condições impossíveis de conseguir.

A12. A aprendizagem torna-se de facto significativa, dadas as inúmeras

potencialidades gráficas.

A13. Ajuda a detectar as dificuldades dos alunos.

A14. Permite ensinar através da utilização de jogos didácticos.

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Mas as tecnologias apresentam igualmente uma “lista” de limitações da

sua utilização, a citar:

B1. As barreiras às inovações tecnológicas que naturalmente surgem nas

escolas, conservadoras por natureza, pelo que necessitam de acções de

sensibilização às inovações. A escola terá que interiorizar que já não é o único

meio de transmissão de conhecimento

B2. Escassez de software de elevada qualidade técnica e pedagógica. A

produção deste material implica um trabalho colaborativo de pedagogos e

programadores.

B3. O grande número de alunos, que por dificuldades económicas, não

possuem computador.

B4. A falta de formação inicial e contínua dos professores para o uso das

tecnologias e respectivo aproveitamento pedagógico. Muitas vezes os

professores não gostam das tecnologias, não se sentem confortáveis a

empregá-las, pelo que não as usam nem incentivam a usá-las.

B5. A falta de conhecimento sobre o impacto do uso das TIC no contexto

educativo.

B6. A escassez de tempo, que é indispensável na aprendizagem das

tecnologias e na preparação das aulas.

B7. A utilização inadequada de muito material tecnológico, tido como

pedagogicamente enriquecedores.

B8. A ausência de sites específicos para todos os conteúdos, promovendo a

navegação livre pela Internet.

B9. Altera-se a relação professor/aluno: torna-se muito mais distante porque o

trabalho é muito mais autónomo.

B10. Passividade e desinteresse dos alunos porque recebem “tudo pronto”.

2.1.3. Integração das TIC na Escola e no currículo

A forma como as TIC são integradas nas escolas pode e deve variar: o

importante é que hajam objectivos bem definidos e coordenação de modo que

todas as iniciativas estejam subordinadas a um Projecto Educativo. Uma

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pedagogia de projecto é muito mais eficaz porque em vez de uma

aprendizagem técnica utilizam-se as tecnologias tendo em vista um objectivo.

De facto, para o total aproveitamento das suas vantagens, as TIC

necessitam de planeamento adequado, de uma estratégia educativa centrada

no aluno, de professores correctamente formados e actualizados e de uma

escola receptiva às inovações (Almeida, 2004).

A inserção das tecnologias é problemática e constitui um desafio para

escolas e professores. Estes têm evidente dificuldade em aplicar os

conhecimentos adquiridos sobre as TIC na prática lectiva, devido às mudanças

que implicam para essas mesmas práticas. As TIC são mais do que veículos

de informação, ferramentas ou instrumentos educacionais: possibilitam novas

formas de ordenação da experiência humana, com múltiplos reflexos na área

cognitiva e nas acções práticas, ao possibilitar novas formas de comunicação e

produção de conhecimento, transformando a consciência individual, na

percepção do mundo, nos valores e nas formas de actuação pessoal.

Os professores reconhecem que a escola está desactualizada em

relação à sociedade e que os alunos estão cada vez mais desinteressados

pelas actividades escolares tradicionais. Por estes motivos, tentam introduzir as

tecnologias nas práticas educativas, embora não tenham conhecimento

profundo do seu potencial pedagógico. Assim, a inserção das tecnologias

limita-se, em muitos casos, a evidenciar o seu carácter atractivo, sem que se

toquem questões – chave dos processos pedagógicos, como o currículo, a

avaliação, a relação professor – aluno, as novas formas de aprender e

construção do conhecimento (Correia, 2003 a), (Paiva, 2002 c).

Uma vez que o tipo de actividades está centrado no aluno e no

desenvolvimento das suas competências, o papel do professor altera-se, sendo

necessários professores com um perfil diferente do tradicional. Estes devem

ser capazes de decidir qual a melhor metodologia que se adapta aos objectivos

da aprendizagem a realizar e como utilizar as TIC e identificar as metodologias

adequadas para as integrar no ensino. A metodologia é baseada na

participação dos alunos e, por isso, o professor deixa de deter e avaliar o

conhecimento, para facilitar e motivar a aprendizagem. Ele terá como função

Page 8: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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proporcionar experiências diversas visando o desenvolvimento das

competências desejáveis: promover discussões, disponibilizar acesso à

informação, promover experiências de aprendizagens diversificadas, etc.

O novo professor assume funções pedagógicas, necessariamente, mas

deverá ser também coordenador e gestor de recursos e preparador de

equipamentos. Assim, é necessária a formação técnica ao nível das

ferramentas e instrumentos – competência técnica – mas também a aquisição

e desenvolvimento de novas competências didácticas e pedagógicas. (Brás,

2003).

A importância das escolas portuguesas estarem ligadas à Internet reside

na promoção do acesso às tecnologias em si e à infra-estrutura de

comunicação, tornando-as um novo espaço aberto a interacções não lineares.

Doutro modo, a escola transforma-se num ponto articulador da produção de

conhecimentos, cultura, do estabelecimento de relações e de dinâmicas de

aprendizagem. A Internet possibilita à escola fazer parte de uma comunidade

mais vasta, de uma rede educacional, onde os limites espaciais e temporais

são relativos e dá-se origem a um universo em que o real se (con)funde com o

virtual, e os limites são os da comunicação em rede.

Apesar de todos os avanços tecnológicos, é na dinâmica pedagógica

que a estrutura escolar tem dificultado as inovações, uma vez que a sua

dimensão ainda é tradicional. A implementação de um trabalho colectivo e a

criação de outras formas de gerir tempos, espaços e conteúdos é, por isso,

muito dificultada, reforçando a imagem de que a escola está ultrapassada em

relação aos espaços e tempos exteriores a ela.

Para que este novo e inovador estilo de aula seja implementado, o

professor deve saber manusear o computador e perceber as potencialidades

das tecnologias para a transformação das práticas pedagógicas. É preciso

perceber como as TIC criam novos espaços colaborativos e interactivos de

aprendizagem. Ou seja, é necessário uma mudança de atitudes, de

concepções, novas aprendizagens e novas formas de aprender. É a formação

inicial que tem a responsabilidade de preparar os professores para um espírito

de abertura à mudança permanente, de fomentar o gosto pela aprendizagem

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____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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contínua e de receptividade à inovação e renovação pedagógica (Bonilla,

2002).

Como os currículos escolares estão organizados por disciplinas, as

tecnologias acabam enquadradas numa disciplina (Programa das TIC, 2003).

Esta organização, conjugada com a forma de distribuição dos tempos dos

professores, dificulta o trabalho conjunto e a proposta de outras formas de

organização curricular. Além disso, quando são promovidas actividades

diversificadas, mantém-se a ideia de que as TIC são apenas ferramentas para

tornar o trabalho da sala de aula mais atractivo, pelo que os projectos de uso

das tecnologias são vistos como um trabalho separado do desenvolvido na sala

de aula. Assim, a inserção das TIC no quotidiano escolar deve ser no sentido

de fortalecer e articular um conjunto de acções mais continuadas. De facto, o

trabalho cooperativo é promovido, a relação professor - aluno torna-se menos

hierárquica, os alunos interferem mais na aula uma vez que os temas são

actuais e têm acesso à Internet, extrapolando o limite da sala de aula e os

conteúdos disciplinares (Correia, 2003 a).

Ainda não é clara a diferença entre usar as tecnologias de informação e

comunicação e a sua integração curricular. Usar curricularmente as

tecnologias, pode implicar utilizá-las para os mais diversos fins, sem um

propósito claro e exclusivo de aprender um conteúdo. Por outro lado, essa

integração curricular implica o seu uso para aprender um conceito ou um

processo numa determinada disciplina curricular. Trata-se de valorizar as

possibilidades didácticas das TIC com objectivos e fins educativos; ao integrá-

las no currículo significa aprender através delas mais do que aprendê-las. De

uma forma global, integrar as TIC significa fazer parte de um currículo,

englobá-las harmoniosamente com os restantes componentes desse currículo;

é utilizá-las como parte integral e não como um apêndice ou recurso periférico.

Integração curricular de TIC significa inclui-las no desenvolvimento do

próprio currículo, para apoiar uma disciplina ou conteúdo; são ferramentas que

estimulam a aprendizagem, pelo que se tornam “invisíveis” perante professor e

alunos pois estes aproveitam o que elas têm de mais proveitoso. Mas quando

se fala em integração da tecnologia ao currículo, o centro é a tecnologia:

Page 10: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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aprender as TIC aparece como foco de atenção, sem objectivo curricular de

aprendizagem.

Currículo é tudo o que se considera conveniente desenvolver na prática

educativa e implica todos os aspectos relativos ao ensino e aprendizagem; um

conjunto de resultados de aprendizagem e princípios e concepções didácticas

que se implementam na prática.

Integração curricular inclui…

Não é integração curricular de TIC…

C1. Utilizar para planificar estratégias para

facilitar a construção do aprender;

C2. Usar as tecnologias na aula;

C3. Usar as tecnologias para apoiar as

turmas;

C4. Usar as tecnologias como parte do

currículo;

C5. Usar as tecnologias para aprender um

conteúdo de uma disciplina;

C6. Usar software educativo numa

disciplina.

C7. Colocar computadores na sala sem

preparar os professores para a sua integração;

C8. Levar os alunos à sala de informática sem

um propósito curricular claro;

C9. Substituir 30 minutos de leitura por 30

minutos de trabalho com o computador em

temas de leitura;

C10. Proporcionar trabalho com enciclopédias,

folhas de cálculo ou processadores de texto,

sem um objectivo definido;

Tabela 1 – Integração curricular das TIC

Reconhecem-se três níveis para a integração curricular das TIC

(Sánchez, 2002):

1. Aprendizagem – conhecer, aprender e dar os primeiros passos na

aprendizagem das TIC. O objectivo é vencer o medo e descobrir as

potencialidades. Uma vez que é uma fase de iniciação, o seu uso não implica

fins educativos.

2. Uso – implica o conhecimento e utilização nas mais diversas tarefas,

sem um propósito curricular definido. Professores e alunos adquirem cultura

informática e usam as tecnologias para preparar aulas, apoiar tarefas

administrativas. Usam-se as tecnologias mas o propósito não é o mais

relevante pois não servem para uma necessidade de aprendizagem, embora

seja certo que apoiam as necessidades educativas.

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3. Integração – consiste em integrá-las no currículo para um fim

educativo específico e um propósito explícito na aprendizagem. Os alunos

usam software educativo que simula diversos cenários, manipulam ema série

de variáveis. As TIC são incorporadas e integradas pedagogicamente na aula.

No entanto, o objectivo principal é a aprendizagem e assim a tecnologia em si

deve passar despercebida.

A complexidade destes três níveis podem ser representados

graficamente, em função do tempo, da seguinte forma:

2.1.3.1. Integração de TIC no Ensino básico A reorganização curricular do ensino básico integra as TIC e considera

que a sua utilização deverá ter uma forma transversal, ao lado do domínio da

língua e da valorização da dimensão humana do trabalho. É por este motivo

que as TIC passam a ter presença na acção pedagógica em todas as áreas

disciplinares e áreas curriculares não disciplinares.

A finalidade da nova disciplina de TIC, no 9º ano, é promover a utilização

generalizada, autónoma e reflectida das tecnologias e pretende ser uma mais-

valia na formação dos alunos, promovendo as suas capacidades e aptidões

para pesquisar, gerir, tratar e difundir informação. Com esta disciplina, o

Ministério da Educação, tem o objectivo de desenvolver competências básicas

e criar condições para o aluno produzir os seus próprios materiais, investir na

sua aprendizagem ao longo da vida e, ao mesmo, tempo, ter acesso a

tempo

com

plex

idad

e integração

aprendizagem

uso

Figura 1 - níveis para a

integração curricular das TIC

em função do tempo.

Page 12: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

19

certificações externas consequentes das exigências do mercado de trabalho e

fazer face aos desafios da globalização. Assim, um dos objectivos da

integração do ensino das TIC é preparar os jovens com competências mínimas

para pertencer ao mundo do trabalho, caso cumpram apenas a escolaridade

obrigatória. Segundo o ex-Ministro David Justino, “o importante é que o

computador não seja apenas uma máquina de escrever ou de calcular, as que

se tire dele o maior proveito ao nível das ferramentas de trabalho para que os

jovens possam ganhar competências profissionais. E isso só será possível

através do ensino.” (TIC, 2005) (Presença das TIC, 2004).

Ao longo do ensino básico os alunos devem realizar as suas

aprendizagens com as TIC e sobre as TIC. No final desse percurso de

escolarização, os alunos deverão, pelo menos, saber utilizar as TIC de forma

adequada.

Dado o carácter transversal das novas tecnologias da informação e

comunicação, a sua integração no currículo do ensino básico pressupõe que

venham a existir conteúdos digitais adequados aos vários ciclos (incluindo a

educação pré-escolar).

2.1.3.2. Integração de TIC no Ensino Secundário Neste nível de ensino procura-se inteirar saberes e competências no

domínio das TIC que permitam oferecer aos alunos a formação necessária a

uma sociedade de informação e conhecimento. Esta integração faz-se à custa

da promoção e domínio das ferramentas de informação e comunicação.

Deste modo, os programas disciplinares devem incorporar as TIC a nível

de conteúdos e ao nível do seu desempenho, enquanto ferramentas de

ensino/aprendizagem.

A integração das TIC assume diferentes configurações, conforme as

disciplinas:

- utilização de software genérico (processador de texto, folha de cálculo,

base de dados, navegador na Internet, correio electrónico, etc);

- utilização de software específico de cada disciplina;

- utilização de ambos em trabalhos de projecto individuais ou de grupo;

Page 13: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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- Utilização dos meios de comunicação (envio e recepção de correio,

acesso a redes locais e Internet, criação de páginas, etc)

Em qualquer dos ensinos, propõe-se uma abordagem instrumental e

transversal do uso das TIC, que permitam a consolidação de um conjunto de

competências básicas.

2.1.4. Software Educativo

A integração das tecnologias até à década de 80 era perspectivada sob

três pontos de vistas. Como “tool” (programas do tipo processador de texto,

folhas de cálculo ou bases de dados facilitam as actividades diária, científica e

docente), “tutor” e “tutee” (ajuda o aluno a participar na sua aprendizagem,

fomenta a metacognição, confronto das ideias alternativas do aluno com as

ideias da escola, etc). Alguns educadores advogavam o seu uso como

ferramentas (folhas de cálculo, processadores de texto), os que o viam

essencialmente como auxiliares de ensino (tutoriais, simulações, exercícios) e

os que acreditavam que o seu potencial se encontrava na programação. No

entanto, cada uma destas utilizações tinha o seu lugar. Como o mundo está em

constante mudança, não é possível confinar os objectivos da educação a

conhecimentos ou competências específicas. A ênfase deverá ser colocada em

outras capacidades como o aprender a aprender, que ajudará os cidadãos, no

futuro, a lidar com as inevitáveis mudanças. O conhecimento, em rápida

desactualização, implica o desenvolvimento de estratégias metacognitivas e a

aposta na formação contínua. Trata-se de formar pessoas preparadas para a

nova sociedade, a Sociedade da Informação. Trata-se de formar não

conhecedores mas aprendedores (Pereira, 2003).

Page 14: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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Conhecedor

Aprendedor

Consulta a informação do passado.

Acomoda e armazena factos e conceitos

sem os relacionar.

Aplica os conhecimentos em problemas

específicos.

Modifica os estímulos externos para se

adaptarem à compreensão.

È passivo, espera que lhe chegue a

informação.

Projecta a informação no futuro.

Aplica e experimenta o conhecimento.

Cria e elabora redes conceptuais.

Cria soluções específicas para cada

problema.

Modifica a compreensão para explicar os

estímulos.

É pró-activo – procura avidamente novas

experiências.

Tabela 2 – Diferenças entre alunos “Conhecedores” e “Aprendedores”

Proporcionar experiências de aprendizagens onde o aluno possa

experimentar e aplicar o conhecimento é proporcionar a construção do

conhecimento pelo indivíduo. Interagindo com o mundo que o rodeia, constrói,

testa e refina representações cognitivas de modo a compreender esse

universo. Para muitos educadores não é possível construir um currículo que

reflicta características construtivistas sem as tecnologias. As metodologias

construtivistas assentam em alguns preceitos fundamentais:

- Dar relevo a competências ancorando-as em experiências de

aprendizagem significativa, autêntica e altamente visuais.

- Desempenho de um papel activo por parte dos alunos em actividades

interactivas e problemas motivantes.

- Ensinar os alunos a trabalhar em conjunto na resolução de problemas

quer em grupo quer em actividades de colaboração.

- Ênfase na motivação com actividades motivadoras (Brás, 2003).

Nomeadamente nas Ciências Físico-Químicas, o uso do computador

tem sofrido algumas evoluções. Se os primeiros eram usados nos cálculos

científicos (simulações, análise numérica, etc.) e como auxiliares de

elaborações teóricas, hoje eles são usados em tempo real na aquisição de

dados e como controladores de experiências. Salienta-se o uso cada vez mais

frequente de sistemas periciais quer na investigação, quer no ensino. No

Page 15: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

22

entanto, a investigação faz-se no sentido da miniaturização, rapidez e

arquitectura dos computadores.

Em Físico-Química algumas das funcionalidades dos computadores são

as seguintes:

D1. Controlo de Experiências: uma grande parte dos aparelhos laboratoriais

tem processadores incorporados para realizar tarefas como detecção de erros,

calibração, ajuste para condições especiais, etc.

D2. Aquisição de dados e controlo experimental: permite utilizar o computador

no controlo de experiências com elevada precisão e de onde se tira partido das

potencialidades do computador (rapidez de cálculo, grafismo, etc).

D3. Modelação e Simulação: a elaboração de modelos conceptuais ajuda na

compreensão dos fenómenos naturais. Não devem ser esquecidas as suas

limitações e o papel fundamental do professor na sua utilização. É importante

salientar que uma simulação em computador não substitui a experiência

laboratorial; como as suas potencialidades são diferentes, a sua utilização deve

ser complementar.

D4. Armazenamento de informação: a utilização dos computadores como base

de dados é extremamente vantajosa, bem como os programas que permitem

trabalhá-las. (ex: bases de dados de espectros de massa, IV, e ressonância

magnética, Chemical Abstracts, etc).

D5. Resolução de Problemas: existem programas importantes para a

elucidação de estruturas e síntese de compostos complexos.

D6. Representação gráfica de dados e estruturas: a importância dos gráficos

está na possibilidade dos químicos e dos físicos os poderem manipular

(mudança de escala, por váris estruturas complexas em contacto, rotação, etc)

e poderem fazer uma tratamento interactivo dos resultados.

D7. Cálculos numéricos: a facilidade e rapidez de cálculos dos computadores é

aproveitada quer na Física (Física Nuclear, por exemplo), quer na Química

(cálculos, quânticos, simulação do comportamento de sólidos e líquidos,

dinâmica das reacções químicas, etc) (Correia, 2003 a).

D8. Exercícios e prática: É uma modalidade de programa que possibilita o

exercício de certas habilidades. Quando bem elaborado e adequado, pode ser

um óptimo auxilio de treino. Uma das suas grandes vantagens é a grande

interacção entre utilizador e programa, porque requer a resposta frequente do

Page 16: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

23

aluno, oferece feedback imediato e explora as características gráficas e

sonoras do computador. Com este tipo de programa, o professor fica munido

de uma imensidão de exercícios com diferentes graus de complexidade. Se o

software, além de apresentar o exercício, recolher as respostas, o professor

verifica a performance do aluno, embora seja impossível avaliar as causas dos

erros. Este método é pobre em termos pedagógicos mas bastante útil.

D9. Aplicativos: São programas voltados para aplicações específicas

(processadores de texto, folhas de cálculo, bases de dados) que, embora não

tenham sido desenvolvidas com fim educacional podem ser usadas em

diversas disciplinas.

D10. Jogos: Apesar promoverem a aprendizagem, pretendem ser divertidos.

Estes jogos são normalmente executados sob o comando de um conjunto de

regras bastante claras e há sempre um vencedor, mesmo quando o jogador

disputa com o computador! Embora divertidos, a competição desvia a atenção

do aluno do conceito envolvido no jogo, que geralmente é simples, e é incapaz

de discernir quais as causas de falha do jogador. Para tornear estes

problemas, o jogador, após falhar, deve reflectir sobre a causa do engano e

tomar consciência do erro conceptual envolvido (Almeida, 2004).

D11. Tutoriais: transmitem a informação de uma forma pedagogicamente

organizada, como um livro animado ou um vídeo interactivo. Os conteúdos

dividem-se segundo um tema central e várias ramificações, planeadas para

proporcionar uma instrução mais detalhada e acessível. O sistema é gerador

de uma lógica específica a ser usada pelo aluno; além disso, é capaz de

acumular informação sobre o aluno e decidir, automaticamente, se o aluno, ao

cometer um erro, deve passar por uma sequência instrucional. Estes sistemas

não permitem uma intervenção profunda no processo de ensino-aprendizagem.

Por outro lado, permite que o aluno aprenda com o seu próprio ritmo e através

de métodos mais apelativos do que o papel: animação, som e interactividade.

D12. Sistemas tutoriais inteligentes: baseia-se na articulação de três módulos:

um módulo de conhecimento (em que reside o conhecimento dos peritos),

outro que modela a aprendizagem, explicando as modificações cognitivas

ocorridas no aprendiz, e o módulo tutorial que decide sobre a estratégia a

seguir, tendo em conta o traço de aprendizagem e o campo de conhecimentos

(Correia, 2003 a).

Page 17: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

24

Apesar da sistematização apresentada, não há verdadeiramente

famílias estanques de software educativo, ou seja, a verdadeira riqueza de um

produto consiste em englobar vários itens. Por exemplo, um protótipo destinado

a resolver exercícios pode incluir uma etapa tutorial, uma fase de pratica dos

mesmos, outra de avaliação (para que o aluno tenha noção do que já aprendeu

e onde errou) e ainda uma secção onde se desenvolve o tema em causa em

termos teóricos.

2.1.5. Avaliação de Software Educativo

Desde que o computador começou a fazer parte do processo educativo

que surgiu também a necessidade de esclarecer qual a forma de lhe retirar o

maior proveito. Para responder a esta necessidade surgiu o software educativo,

desenvolvido por muitas empresas para apoiar todos os níveis de ensino.

Há, no entanto, alguns aspectos a ter em conta no uso de software

educativo e do próprio computador como ferramenta didáctica (Alarcón, 2002):

O computador e o software educativo são ferramentas, pelo que as

suas vantagens dependem apenas do uso que se lhe dá.

Nem um nem outro resolvem os problemas de ensino e aprendizagem:

o professor tem o poder de os utilizar da maneira que for mais conveniente.

Dada a grande variedade de software educativo que existe no

mercado, é preciso saber seleccioná-lo de acordo com as próprias

necessidades.

Na escola deve-se reflectir acerca das novas necessidades educativas

que surgem perante a nova sociedade “tecnológica”: desenvolver capacidade

crítica dos alunos face ao excesso de informação, assim como uma

alfabetização adequada nas novas tecnologias.

Pode-se considerar software educativo como todo o produto que pode

ser utilizado como apoio à educação, quer como material de consulta, quer

como instrumento especialmente concebido com o objecto explícito de ensinar

conteúdos programáticos.

Também se pode classificar este material conforme o meio de

distribuição utilizado, em disco (CD) ou se está disponível na Internet. Este

Page 18: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

25

aspecto marca diferenças importantes na utilidade educativa destes

instrumentos: o tipo de estruturas que se podem utilizar num e noutro meio, a

amplitude das opções que se podem oferecer, a possibilidade de actualização

que se tem, os custos e a relação que permitem estabelecer com os

utilizadores.

Os critérios usados para avaliar software educativo de divulgação são os

mesmos que se usam para o software didáctico. Porém, esta avaliação não

depende apenas do produto e si mas também do uso que se lhe quer dar e das

necessidades que se querem cobrir com o seu uso. Por exemplo, num software

educativo de divulgação e destinado à população em geral, existem menos

restrições em torno da linguagem específica.

Podem-se generalizar alguns critérios gerais de avaliação de qualquer

software educativo:

E1. Adequação ao público destinatário

Um aspecto básico a avaliar é a adequação da informação (conteúdos,

quantidade, organização), da linguagem e do design gráfico (sistema de

navegação) ao público alvo.

E 2. Aproveitamento do meio

A partir deste critério avalia-se o potencial do software para enriquecer a

forma como se aborda um tema ou conteúdo específico. Por exemplo, é muito

vantajoso que sejam aproveitadas as possibilidades multimédia que o

computador é capaz de oferecer. Este critério inclui aspectos importantes que

se relacionam com o uso das novas tecnologias: qual o conceito que se tem do

computador e das suas potencialidades como ferramenta, e os custos que tal

utilização implica quer em casa, quer na escola.

E 3. Qualidade de informação

Para determinar a qualidade de informação, há que estar atento ao facto

de esta ser cientificamente correcta, se está actualizada, se está de acordo

com os conteúdos programáticos e se se adequa ao nível de escolaridade. O

uso correcto da linguagem, redação e pontuação, são aspectos igualmente

relevantes.

Segundo uma perspectiva construtivista, o “conhecimento” é sempre

contextual nunca está separado do sujeito; no processo de conhecer, o sujeito

Page 19: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

26

vai adicionando ao objecto uma série de significados, cuja multiplicidade

determina conceptualmente o objecto. Conhecer é actuar e compreender, de

tal forma que possa ser partilhado com outros.

A partir deste conceito de conhecimento, a didáctica construtivista

promove situações significativas para que o sujeito construa o seu próprio

conhecimento. Estas “situações significativas” consistem em problemas que

exigem que o aluno ponha em jogo os seus próprios conhecimentos em busca

de uma boa estratégia de solução. A situação contextual é a mais correcta, ou

efectiva, se a resolução do problema implica a interiorização do conhecimento

que se pretende.

Para propiciar aprendizagens significativas, os conteúdos e a actividade

e si devem estar adequados e contextualizados a partir dos conhecimentos

prévios e dos interesses do público a que se dirige o software. Isto significa que

não devem demasiado fáceis nem tão difíceis que produzam uma perda de

interesse por parte do utilizador.

Outro actor importante na avaliação é a interacção. Entende-se

interacção como o grau de acção que um software oferece ao utilizador e que

favorece a tomada de decisões, a reflexão e a construção do conhecimento. A

acção não é de todo física, mas antes representa o trabalho intelectual do

aluno. Para que a construção do conhecimento se dê, é necessário que se dê

atenção também à forma como estão desenhadas as actividades, uma vez que

elas devem fomentar o descobrimento.

Outro aspecto que acarreta uma riqueza didáctica enorme, consiste na

capacidade que um software te de ser utilizado numa sala de aula, ou seja, se

permite ou não a interacção entre pares. Não está em jogo a competição entre

alunos ma sim a discussão e partilha de ideias.

Quando a situação promove a comunicação entre os alunos, estes

tomas, necessariamente, um papel activo e têm que estruturar mentalmente o

seu raciocínio para que o possam transmitir e fundamentar. Neste intercâmbio

de ideias os alunos crescem mutuamente e constroem os conhecimentos

comunitariamente.

É igualmente necessário identificar se um determinado software explora

adequadamente os recursos que o computador oferece. Para tal, podem-se

formular as seguintes questões:

Page 20: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

27

F1. Que diferenças concretas existem entre este recurso e outras

ferramentas da escola destinadas ao ensino deste conteúdo?

F2. Quais as diferenças efectivas que este software contém que não se

pode suprimir perante outras ferramentas?

F3. Justifica-se a utilização do software perante outras ferramentas mais

acessíveis e de menor custo?

No caso do software educativo interessa identificar as diferentes

estruturas e analisar se o seu uso é pertinente em função dos objectivos

propostos pelo programa. Para tal, analisa-se a estrutura do software, ou seja,

a forma como estão apresentados os conteúdos e as actividades em função

dos recursos do próprio produto. Algumas das estruturas mais comuns são:

expositiva, tutorial, simulador, exercício e jogo.

O software educativo deve ser, então, escolhido face aos objectivos e

conteúdos a que se propõe. Além disso, a avaliação deste critério está ligada à

teoria de ensino - aprendizagem: segundo uma teoria construtivista não será a

melhor opção escolher um software de exercício, uma vez que apenas iria

exercitar os conhecimentos já adquiridos.

Assim, avaliar um software educativo requer a análise de vários

aspectos, devendo-se ter em conta se esse software é de carácter didáctico ou

de divulgação e a sua forma de distribuição (CD ou Internet). Os critérios de

avaliação têm importância distinta conforme as necessidades e a forma como

se pretende usá-lo. Podem-se retirar três conclusões:

- Um software educativo é apenas uma ferramenta entre muitas outras

possíveis para o ensino de conteúdos programáticos.

- Em determinados momentos, o software educativo pode servir para

exercitar e não para ensinar conteúdos.

- Um software classificado como de média qualidade pode ser, no

entanto, de boa qualidade quando se aplica a um uso específico.

Não se deverá também desprezar as muitas outras formas de utilizar o

computador de forma didáctica e que proporcionam aos alunos experiências de

aprendizagem enriquecedoras (Alarcón, 2002).

Page 21: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

28

2.2. A estereoscopia

A evolução natural dos animais levou a que muitos deles, incluindo o

Homem, perdessem o campo de visão de 360° (proporcionado por olhos

laterais e opostos) e adquirissem a visão binocular, ou estereoscopia. Assim, a

noção de profundidade e a visão 3D deve-se ao facto de cada um dos olhos

visualizar uma cena de um ângulo ligeiramente diferente (Durand, 2003),

(Layer 2001). O fenómeno que permite a avaliação das distâncias chama-se

paralaxe e é o resultado da comparação das duas imagens obtidas por dois

pontos de vista distintos; é graças à interpretação do cérebro das duas

imagens 2d de cada um dos olhos, que é possível a visão tridimensional do

mundo (Ireland, 2001).

É possível verificar a paralaxe realizando a simples experiência de

colocar o dedo a cerca de 12 cm do nosso nariz. Se fecharmos o olho direito

vemos o dedo numa determinada posição; se trocarmos e fecharmos o olho

esquerdo, verifica-se que o dedo dá um pequeno salto. Mas se aumentarmos a

distância do dedo ao nariz, o “salto” é cada vez maior e, portanto, a paralaxe é

menor. O cérebro tem a capacidade de reconhecer esta diferença entre as

imagens e permite comparar as distâncias a que estão os objectos (Trindade,

2002) (Real 3D Displays,2001).

Os olhos distam cerca de 64 mm e podem convergir e divergir de modo

a cruzarem os seus eixos em qualquer ponto, mais perto ou mais longe do

nariz. A musculatura responsável pelos movimentos dos globos oculares

Figura 2 – Verificação prática do

fenómeno da paralaxe.

Page 22: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

29

transmite ao cérebro informação relativa ao grau de convergência dos eixos

visuais, permitindo-lhe aferir a distância a que ambos se cruzaram naquele

momento.

Charles Wheatstone, em 1838, descreveu pela primeira vez o

funcionamento da percepção da profundidade. Segundo ele, a visão

estereoscópica é conseguida pela fusão de duas imagens planas do mesmo

assunto obtidas de pontos ligeiramente distintos. É possível a partir de duas

imagens 2d obter uma imagem 3d. No entanto, existem dificuldades para a sua

observação: primeiro é preciso dispor de duas figuras do objecto

correspondentes a duas imagens de perspectivas diferentes (com um ligeiro

ângulo relacionado com a nossa distância ocular); e segundo, é necessário que

cada olho veja apenas a imagem que lhe é destinada e não veja a outra

(Durand, 2003).

São vários os processos que nos permitem obter imagens

estereoscópicas. O princípio de funcionamento de um estereograma consiste

em fotografar ou desenhar duas cenas do mesmo objecto, com uma diferença

Figura 3 – Relação entre os dois olhos

perante o objecto (Trindade, 2002).

Figura 4 – Formação da imagem

3D no cérebro humano.

Page 23: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

30

de perspectiva entre si. Estas imagens são depois sobrepostas, mas para que

seja possível visualizá-las tridimensionalmente, cada cena fica com uma cor

(geralmente vermelho e azul) e a imagem é retornada usando uns óculos que

obrigam cada olho a ver a “sua” imagem. Tais figuras podem ser obtidas por

desenho (usando estratégias geométricas),

através de máquinas fotográficas 3D (com duas objectivas estrategicamente

colocadas de tal forma que funcionam em simultâneo, ou com um sistema

especial de espelhos),

ou então usando software específico (ao programa são fornecidas duas

imagens de diferentes ângulos, e o output é a imagem estereoscópica).

Figura 7 - Molécula da cafeína: as duas primeiras imagens são planas e 2d (input) e a última é

estereoscópica e 3D (output).

Figura 5 – Técnica para desenhar

em 3D (Trindade, 2002).

Figura 6 – Máquinas fotográficas 3D

Page 24: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

31

As figuras facultadas (input) são modelos de bola e vareta em VRML,

Virtual Reality Markup Language: trata-se de uma linguagem específica de

cenários tridimensionais em formato vectorial. Permite descrever objectos no

espaço, animações, incorpora elementos multimédia e ainda possibilita a

interacção entre o utilizador e o objecto e entre os objectos. Também a VRML

já sofreu algumas evoluções: começou por apenas permitir a definição de

cenários estáticos, mais tarde admitiu a incorporação de áudio e scripts e a

última versão faculta a criação de ambientes partilhados (Correia, 2003 b),

(Trindade, 2002).

À disposição do observador, existem diversas técnicas e dispositivos

que possibilitam a visualização de tais imagens, a começar com a mais simples

que consiste em colocar devidamente um espelho entre as duas imagens

ligeiramente diferentes do mesmo objecto.

Visão livre paralela - cada olho observa a sua imagem

correspondente, mantendo os eixos ópticos paralelos, como se se observasse

o infinito. Este método só pode ser usado com imagens cujos centros não

distem mais de 65 mm. Aplica-se na visualização de estereogramas de pontos

aleatórios em livros.

Visão livre cruzada - As imagens observam-se cruzando os

eixos ópticos. O par estéreo apresenta-se invertido, ou seja, a imagem da

direita encontra-se à esquerda e vice-versa. Para ajudar a visualização, olha-se

para um lápis situado entre os olhos e as imagens. Este método deve ser

usado para imagens de dimensões superiores a 65 mm entre os seus centros,

pelo que a imagem virtual parece mais pequena (González, 2004).

Anaglifo - Utilizam-se filtros de cores complementares azul – vermelho,

verde – vermelho ou âmbar – azul. A imagem apresentada em vermelho não é

vista pelo olho que tem o filtro da mesma cor, mas sim vê a outra imagem em

verde ou azul. É um sistema de baixo custo e é empregado em todo o tipo de

publicações, assim como em ecrãs de computador ou em telas de cinema. A

principal limitação é a alteração das cores, a perda de luminosidade e o

cansaço visual após uso prolongado. Geralmente, aplica-se o filtro vermelho ao

olho esquerdo e o azul ao olho direito. Um método simples e de baixo custo

consiste em imprimir ou projectar as vistas direita e esquerda sobrepostas.

Page 25: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

32

Deste modo, e utilizando óculos com lentes de celofane azul e vermelha, cada

olho selecciona da página ou do ecrã apenas a imagem que lhe é destinada.

Contudo, esta técnica destrói a coloração inicial do objecto. Além disso,

utilizando-a durante um largo período de tempo, torna-se incómodo e cansativo

e pode causar dores de cabeça (González, 2004), (Real 3D Displays, 2001).

A técnica de anaglifo consiste em criar a sensação de três dimensões

através de uma imagem 2D. Duas imagens do mesmo objecto tridimensional

obtidas a partir de duas perspectivas ligeiramente diferentes (uma delas mais à

direita e outra mais à esquerda), transporta informação espacial sobre posições

relativas e diferentes porções desse objecto 3D. Quando essas duas imagens

são combinadas está criada uma ilusão de tridimensionalidade.

A cor de cada pixel em cada imagem pode ser representada como uma

combinação linear de três cores base. Nos computadores e nas televisões

essas cores são o azul, o vermelho e o verde. Num computador, a “quantidade”

de cada cor base esta normalmente escalonada entre 0 e 255, o que equivale a

um total de 24 bits de informação por pixel. A paleta dos “cinzentos”

corresponde a cores formadas pelas mesmas quantidades de azul, vermelho e

verde. O anaglifo cria-se colorindo de vermelho a imagem correspondente à

perspectiva esquerda do objecto, e de azul ou verde a imagem correspondente

ao ponto de vista mais à direita. Se ela for vista através de uns óculos com uma

lente vermelha obre o olho esquerdo e uma lente azul ou verde sobre o olho

direito, o cérebro é capaz de combinar toda a informação e de a transformar

em sensação 3D. Se as imagens que servem de ponto de partida a este

trabalho forem monocromáticas, o resultado é de muito maior qualidade

(Ireland, 2001).

Figura 8 – Óculos de celofane vermelho – azul e imagem 3D usando a técnica de anaglifo.

Page 26: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

33

Polarização - A luz polarizada é aproveitada para separar as imagens

direita e esquerda. O sistema de polarização não altera a coloração das

representações, embora haja alguma perda de luminosidade. Usa-se quer na

projecção de cinema 3D quer em monitores de computadores através de

óculos de polarização. Presentemente, é a metodologia mais económica para

uma qualidade de imagem aceitável.

É uma técnica mais sofisticada e que evita a distorção da cor é a que

inclui o uso de lentes polarizadas.

Embora óculos polarizados possam ser económicos, os projectores de

imagens polarizadas já não o são. A polarização consiste na orientação dos

raios luminosos; o que acontece é que os óculos e a cabeça têm que estar

orientados com o projector, caso contrário obtêm-se imagens distorcidas. Outra

limitação deste método está em preservar a polarização: a projecção faz-se em

ecrãs tipo “espelhado” ou “prateado” (González, 2004), (Real 3D Displays,

2001).

Alternado - Com este sistema apresentam-se as imagens esquerda e

direita de forma sequenciada, alternada e sincronizada com uns óculos dotados

de obturadores de cristal líquido (LCS, Liquid Crystal Shutter ou LCD, Liquid

Crystal Display); cada olho vê somente a sua imagem, pois a uma frequência

elevada, o “salto” é imperceptível. O campo de emprego é vasto desde os

computadores, televisão e cinema 3D de última geração (González, 2004).

Figura 9 – Óculos polarizados

para visualização de imagens

3D.

Figura 10 – Óculos com obturadores

de cristal líquido (LCD).

Page 27: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

34

Actualmente, existem à disposição dos utilizadores uma série de

mecanismos electrónicos para observar imagens estereoscópicas, que são,

naturalmente, mais dispendiosos e, por isso, mais invulgares.

Head Mounted Display (HMD) - É um dispositivo dois visores e os

próprios sistemas ópticos geradores de imagem para cada olho. Até agora, o

principal campo de utilização e a realidade virtual, em moldes experimentais e

a preços proibitivos. Por vezes é considerado como um sucessor moderno do

antigo Viewmaster, mas com animação. Com está técnica permanece ainda a

limitação da visualização individual, mas é excelente em simulações imersivas.

A resolução da imagem em aplicações realísticas é ainda baixa; apesar

dos ecrãs LCD serem óptimos para computadores, eles tornam-se insuficientes

para estarem apenas a poucos centímetros dos olhos. Deste modo, os HMD

são mais usados para entretenimento (vídeo jogos), apesar do campo militar os

requerer, quando o preço não é questão (González, 2004), (Real 3D Displays,

2001)!

Monitores Auto – Stereo - Trata-se de monitores que não necessitam

de óculos especiais para a visualização. Todos incluem microlentes dispostas

paralela e verticalmente sobre o visor do monitor e que geram um pequeno

desvio a partir de duas ou mais imagens,

normalmente de 2 a 8 (González, 2004).

Figura 11 – Head Mounted

Display.

Figura 12 – Monitor Auto-Stereo.

Page 28: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

35

Liquid Crystral Shutter Glasses - Quase todos os relógios digitais

usam na sua constituição cristais líquidos. A propriedade mais relevante é que

um sinal electrónico é capaz de tornar um cristal transparente em opaco.

Assim, é possível aproveitar esta faculdade para conceber óculos de

observação de imagens estereoscópicas: uma das lentes (esquerda, por

exemplo) é opaca e o observador vê apenas através da lente direita.

Simultaneamente, a imagem do olho direito fica disponível no monitor. Como o

processo se inverte, ficando a lente direita opaca, e tal é feito rapidamente, o

resultado é que cada olho percepciona imagens diferentes através do mesmo

monitor (Real 3D Displays, 2001).

Autostereo Displays - O que o próprio nome indica é que se trata de

métodos que evitam o uso de óculos ou qualquer outro dispositivo na

observação das imagens estereoscópicas. Uma destas técnicas consiste em

usar ecrãs com uma série de fendas colocados num ângulo tal que o olho

direito vê determinados pixeis num dispositivo atrás do ecrã, enquanto que o

olho esquerdo está bloqueado, mas vê um outro conjunto de pixeis que lhe são

expressamente destinados. O principal inconveniente é que cada olho tem que

estar exactamente posicionado em relação ao mecanismo por detrás do ecrã.

Mais uma vez, como as fendas estão exactamente posicionadas em relação

aos olhos de cada utilizador, não é permitida uma larga audiência (Real 3D

Displays, 2001).

As técnicas para observar estereogramas distinguem-se na dicotomia

qualidade/resolução, na compatibilidade e ainda nos aspectos económicos. No

entanto, qualquer uma destas técnicas baseia-se na transmissão de alternada

imagens.

Interlace - Nos primórdios tempos da televisão, em que os meios

electrónicos eram muito limitados, a melhor técnica para aumentar o número de

Figura 13 - Liquid Crystral

Shutter Glasses

Page 29: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

36

imagens exibidas por segundo, era transmitir primeiro as linhas impares

(numeradas a partir do topo) e só depois as pares. Nos monitores actuais este

método não é já utilizado: cada uma das linhas apenas é apresentada por

ordem. Mas esta técnica continua a ser usada na visualização de imagens

estereoscópicas em televisões. A única forma de sincronizar as figuras direita e

esquerda com os óculos consiste em sincronizar os shutters (dispositivos que

permitem e impedem a transmissão das imagens alternadamente) com as

frames pares e ímpares. O que acontece, inevitavelmente, é que cada olho

recebe as cenas com metade da velocidade de apresentação, do que resulta

um “salto” desagradável. Além disso, como a vista de cada olho é feita por

apenas as linhas pares ou ímpares, só metade do ecrã é aproveitado em cada

imagem, perdendo-se 50% da luminosidade.

Apesar de não ser uma técnica muito perfeita, como é bastante simples

e pouco dispendiosa, foi a preferida para jogos de computador acompanhada

por óculos LCD durante os anos 80.

Page Flipping - É uma técnica que consiste em alternar a imagem

(perspectiva ocular) esquerda completa com a imagem completa direita, do

mesmo objecto. Contudo, para oferecer uma óptima qualidade de reprodução,

o monitor deverá proporcionar grande velocidade de alternância, uma vez que

cada olho apenas se apercebe de metade dessa velocidade. Além disso, o

computador não poderá falhar na apresentação das vistas direita e esquerda

do mesmo objecto. Neste método o único hardware necessário são os óculos

(Real 3D Displays, 2001).

Efeito Pulfrich - Foi descoberto pelo médico Carl Pulfrich em 1922. O

fenómeno consiste na percepção de um efeito estereoscópico quando se

observa uma imagem em movimento horizontal sobre um plano e com um filtro

escuro situado diante de um dos olhos. Devido a esta diminuição de

luminosidade, percepcionada pelo olho, a imagem chega ao cérebro com um

atraso de umas centésimas de segundo. É precisamente esta diferença de

tempo que permite a sensação estereoscópica. Não é propriamente um

sistema de visualização stereo, uma vez que não se parte de duas imagens

distintas.

Chromadepth - Este sistema baseia-se no desvio produzido pelas

próprias cores do espectro (refracção da luz). Através de um prisma, a luz

Page 30: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

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desvia-se ligeiramente, dependendo do seu comprimento de onda (maior

desvio para o vermelho e menor para o azul). A informação de profundidade

codifica-se por cores. Os óculos concebidos para ver estas imagens contêm

cristais transparentes com microprismas. A desvantagem deste método é a

perda de informação cromática, sendo vantajoso perante o anaglífico, uma vez

que se podem observar em 2D (González, 2004).

A utilização da imagem no ensino, especificamente no da Química, tem

indiscutíveis vantagens, embora não seja sinónimo de eficácia pedagógica! A

estereoscopia é nomeadamente útil na visualização de estruturas moleculares,

pois destaca aspectos que a duas dimensões são menos explícitos e que

podem levar os alunos a uma perda de noção espacial da molécula. Também o

estudo de isómeros funcionais e ópticos beneficia desta técnica, tal como a

exploração das diferentes conformações espaciais da mesma molécula, como

por exemplo as conformações em barco e em cadeira do ciclohexano (Cornu,

1999).

Figura 14 – Ciclohexano: conformação em barco e cadeira respectivamente.

Em termos práticos, a utilização de imagens estereoscópicas é simples:

as imagens podem estar nos próprios livros, podem ser projectadas em

acetatos ou numa tela de computador (com ainda a possibilidade de se usar

um projector de vídeo). Para completar, é só colocar os óculos vermelho-azul

ou vermelho-verde.

Page 31: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

38

2.3. Aspectos de usabilidade de sites em educação

Apesar de pouco percebida no dia-a-dia, a usabilidade é fundamental

para o desenvolvimento de sistemas, sites e cursos on-line. A usabilidade na

web consiste em adaptar a informação ao site de forma eficiente, garantindo

“conforto”, simplicidade e facilidade no seu uso. E, na educação a distância,

isso é fundamental. Um dos objectivos de desenvolver interfaces com alta

usabilidade pedagógica e de design é possibilitar que as tarefas de professores

e alunos sejam executadas de forma simples e eficiente. A definição do

público-alvo e das características do utilizador (quem ele é, qual o seu nível de

escolaridade, como interpreta as informações, a sua experiência, motivação,

incentivo e habilidades em relação à utilização dos recursos computacionais)

são informações que facilitarão o desenvolvimento da interface mais apropriada

para cada módulo de educação a distância. É preciso ter também em conta o

nível de "literacia digital" dos utilizadores, isto é, a “alfabetização informática

“necessária para aceder, interpretar, interagir, criticar e desenvolver

competências na leitura de variados media. Ele precisa também de ter a

capacidade para localizar, filtrar e avaliar criticamente a informação e ter

familiaridade com a comunicação on-line (Abreu, 2005).

Apesar de “usabilidade” surgir sempre relacionado com software, é

importante para qualquer produto. É possível melhorar a usabilidade se:

O tempo para completar tarefas for cada vez menor.

Diminuírem os erros cometidos no cumprimento dessas tarefas.

O tempo de familiaridade com o programa for o mais reduzido

possível.

Se a satisfação do utilizador for aceitável.

A usabilidade depende de uma série de factores, nomeadamente, quão

bem preenchem as necessidades dos utilizadores e até onde vão de encontro

às necessidades dos utilizadores. Pode-se generalizar afirmando que é a

qualidade de um sistema que o torna simples de aprender, fácil de usar,

memorizável e até bonito (Usability First, 2005).

Page 32: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

39

Em termos de usabilidade, torna-se mais confortável para o utilizador se

houver determinadas convenções, no que diz respeito ao design dos sites.

Actualmente, não existe um padrão mínimo e fixo de navegação interna de

cursos on-line ou quaisquer páginas de cariz educativo. Cada site tem o seu

próprio layout e sistema de navegação interna. Mas, se durante a concepção

de uma página web, se seguir uma certa padronização, cria-se um ambiente de

certa forma familiar ao utilizador, e que facilita a consulta da informação.

Os utilizadores estão acostumados a identificar os hiperlinks como as

palavras sublinhadas a azul. O que acontece é que se adapta o formato do

hiperlink ao layout, esquecendo totalmente o padrão a que a mente do

utilizador está habituada. Da mesma forma, recomenda-se a utilização de tons

rosa no caso de hiperlinks utilizados, avisando o utilizador das secções por

onde já passou.

Muitos autores defendem a utilização de textos curtos na Internet.

Todavia, tanto é desconfortável ler textos longos no ecrã como clicar muitas

vezes para concluir a consulta! Além disso, a quebra de texto dificulta a

impressão para posterior leitura off-line. Dadas as dificuldades, pode-se seguir

uma certa padronização:

G1. Manter uma média de 8 a 12 palavras por linha de texto e evitar

textos justificados. O excesso de palavras em cada linha faz com que os

pontos de referência criados pelo olho humano durante a leitura deixem de

existir, e o leitor “perde-se”.

G2. Apresentar uma ideia por parágrafo e também frases conclusivas e

abrangentes que, por hiperlinks, conduzam o utilizador a mais conteúdos sobre

esse assunto.

G3. Ter em atenção as cores: tentar aplicar fundo branco às áreas de

texto, e utilizar o chamado texto positivo (texto escuro em fundo claro)

G4. Dividir partes do conteúdo em lista. Assim, quebra-se o ritmo e

mostram-se algumas partes de texto de uma forma mais agradável

G5. Utilizar caixas para destacar informações mais importantes, ou que

não estão directamente relacionadas com o assunto tratado no corpo principal.

Page 33: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

40

G6. Destacar palavras-chave ao longo dos textos, através de alteração

de cor ou tamanho de letra: os utilizadores podem identificar os trechos mais

importantes com uma visão rápida do ecrã, mesmo que seja a primeira.

G7. Proporcionar sempre uma versão para impressão.

G8. Ninguém duvida que os conteúdos multimédia devem ser

aproveitados na aulas. Não devem ser essenciais às aulas, mas sim um

complemento. O conteúdo multimédia deve ser uma opção extra ao conteúdo

escrito e não um substituto, dadas as características de acesso à Internet de

cada um, ou dada a paciência que cada um tem para fazer o download

completo do vídeo ou do áudio. Durante a concepção do site, é recomendável

desenvolver o conteúdo multimédia no maior número de formatos possível.

Deve-se também disponibilizar os “softwares” e plug-ins necessários para a

visualização de conteúdo multimédia em servidores próprios com instruções

em português.

G9. Quanto ao tipo de letra mais recomendado para a web é o Verdana,

que foi concebida especialmente para uso digita e que torna os textos mais

legíveis em monitores, mesmo em tamanhos pequenos. Para os utilizadores de

Macintosh, coloca-se a Helvetica como segunda opção. No caso do sistema

operacional Linux não há necessidade de qualquer adaptação tipográfica.

Quanto ao tamanho de corpo de texto, o recomendável é o 2 (equivalente a 10

pontos): não compromete o projecto gráfico do site e ao mesmo tempo agrada

aos utilizadores. No caso de ser necessário um tamanho maior, é

recomendável acrescentar uma opção no menu que aumente e diminua o

tamanho das letras. A adopção do mecanismo CSS (folhas de estilo em

cascata - Cascading Style Sheets) oferece ao utilizador o máximo de

usabilidade em relação à apresentação de conteúdos na web: possibilita a

formatação de espaçamento entrelinhas, a utilização de tamanhos impares

para textos, a criação de esquemas de layout diferenciados de acordo com os

media utilizados pelo aluno, entre outras faculdades.

G10. Sempre que na página se faça referência a algum arquivo que não

seja comum ao browser, como vídeos e arquivos PDF, é necessário indicar o

tipo e tamanho desse arquivo. Adoptando esta medida, o utilizador não

estranhará que o ecrã fique “branco” por alguns segundos. É necessário

Page 34: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

41

informar também como adquirir o plug-in ou o software necessário para

visualizar esse arquivo especial, sempre com instruções em português.

G11. Caixas de entrada de informações (ou texto) são aquelas utilizadas

para os utilizadores inserirem dados que irão interagir com o sistema, como

informações de login, senha ou a inserção de palavras para a realização de

buscas. O ideal é criar caixas com tamanho bem razoável para poder inserir as

informações e ao mesmo tempo conferi-las. O que muitas vezes acontece é a

construção de espaços muito curtos que não permitem a visualização completa

do texto por parte do utilizador para que ele tenha certeza do que escreveu.

Jakob Nielsen recomenda a implementação de caixas de entrada de texto com

pelo menos 25 caracteres de largura, sendo o ideal 30 (Nielsen, 2001).

G12. Para evitar barras scrollbar nas páginas, o ideal é conceber o

layout de acordo com a resolução padrão actual dos monitores domésticos

(800x600 pixeis). A esta medida deve-se descontar o espaço ocupado pela

barra scrollbar vertical, a barra de navegação do browser e a eventual barra de

navegação do próprio site. Deve se ter atenção redobrada com a altura das

páginas: páginas muito longas tornam a leitura muito cansativa. Por outro lado,

páginas muito curtas, onde são necessários vários cliques para uma leitura

completa do conteúdo, tornam-se pouco estimulantes (Abreu, 2005).

Nielsen (2001) sugere algumas guias na inclusão de scrollbars em

websites:

Oferecer scrollbars apenas se a quantidade de conteúdos os exigir.

Não fornecer scrollbars se todo o conteúdo da página estiver visível.

Se um utilizador vê uma scrollbar ele naturalmente assume que existe

informação adicional e ficará frustrado ao verificar que não há!

Evitar ao máximo scrollbars horizontais por dois motivos: ir de

encontro ao que o utilizador está habituado, ou seja, apenas a scrolling vertical;

e também porque se existir movimentação vertical e horizontal, o utilizador tem

que desviar o seu ponto de vista em duas dimensões, muito mais incómodo.

Utilizadores mais velhos (que podem ter dificuldades motoras e

visuais de seleccionar) e/ou com menor grau de “literacia digital” encaram as

scrollbars com um pouco de repulsão, uma vez que lhes dificulta o acesso a

toda a informação.

Page 35: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

42

G13. Steve Krug (Krug, 2001), entre outros autores, advertem para a

necessidade de uma navegação “onde fui e onde estou”, qualquer que seja o

tamanho do site. Trata-se de uma pequena barra que indica ao utilizador por

onde já passou e em que parte da hierarquia geral do site se encontra. Além

disso, este recurso serve de atalho para as secções já visitadas. Essa medida

facilita bastante a exploração do site e evita “perdas”.

G14. Um site só poderá ser considerado “óptimo” depois de o testar com

alguns utilizadores, pois a visão do autor é insuficiente.

Na tabela seguinte estão compilados alguns conselhos e erros em

Webdesign (Usability First, 2005), (Marmelo, 2005):

Conselhos … Erros …

G15. Usar texto preto em fundo branco,

sempre que possível, para optimizar a

legibilidade.

G16. Usar apenas um eixo de simetria para

textos centrados numa mesma página.

G17. Usar cor única como fundo, ou padrões

extremamente subtis.

G18. Preferir texto colorido e não branco,

para facilitar a impressão do mesmo.

G19. Escolher uma localização da barra de

navegação que seja familiar ao utilizador.

G20. Manter a barra de navegação no

mesmo sempre local ao longo do site.

G21. Evitar scrolling horizontal.

G22. Assegurar etiquetas ALT tendo em

vista a acessibilidade.

G23. Apresentar texto estático em azul ou

sublinhado (afasta a hipótese de hiperlink).

G24. Usar texto bold ou todo em

MAIÚSCULAS em grandes parágrafos,

porque torna a leitura mais lenta e menos

atractiva.

G25. Não deixar muitos “espaços em branco”

porque dificulta a selecção de texto.

G26. Páginas com longos textos corridos.

G27. Texto, marcas e constantes animações

em movimento. G28. Alternar frequentemente texto centrado

com texto alinhado à esquerda. (A última

opção deve ser a preferida)

G29. Downloads demorados.

G30. Páginas solitárias.

Tabela 3 – Regras de usabilidade a seguir e a evitar.

Seguindo pelo menos algumas das convenções apresentadas, a

navegação torna-se mais agradável ao utilizador, até porque se explora a sua

familiaridade com os sistemas. Assim, se se transportar estas ideias aos sites

de educação, quer na apresentação conteúdos gerais quer em cursos online, a

Page 36: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

43

aprendizagem será muito mais efectiva. Como cada aluno tem uma “literacia

digital”, se as regras de design, apresentação de texto e navegação se

mantiverem constantes, forem apelativas e simples, ele sentir-se-à mais

confortável e até mais motivado a aprender.

Page 37: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

44

2.4. Estrutura molecular e ensino da química

2.4.1. Estrutura molecular e os curricula O presente ano lectivo de 2004/2005 é o último em que o actual

currículo da disciplina de Química do 12º ano vai ser aplicado, dada a vigente

reforma curricular do ensino secundário (Programa 12º Ano, 1996). Em todo o

caso, convém frisar que os conteúdos alvo deste estudo constam também dos

novos programas (Programa 12º ano, 2004). Neste programa começa-se por

fundamentar a estrutura electrónica de átomos e a ligação química em termos

dos dados experimentais, em articulação com alguns conceitos básicos da

Mecânica Quântica. Depois, progride-se numa breve análise das ligações

intermoleculares com estudo das equações dos gases. Estas primeiras

unidades, de ênfase essencialmente estrutural, são seguidas de um breve

estudo de compostos orgânicos (unidade chave para presente estudo), numa

relação entre estrutura e reacções. O estudo de reacções químicas avança na

unidade seguinte com um aprofundamento do equilíbrio químico. De seguida,

faz-se uma interpretação da extensão das reacções centrada em dois

conceitos físicos fundamentais - energia e entropia. A última unidade reforça o

reconhecimento das interfaces Química/Tecnologia/Sociedade.

Os alunos entrevistados no presente estudo (ver secção 4.2. e anexo

7.3.), estudam Química à luz deste currículo. A unidade temática de 12º ano

em que se adequa a aplicação do site de estereoscopia digital desenvolvido é

a número 3 (Programa 12ºAno, 1996):

3 - Progredindo no estudo dos compostos orgânicos.

3.1 - Relações entre estrutura e propriedades de compostos orgânicos.

3.1.1 - Determinação de fórmulas químicas.

3.1.2 - Isomerismo.

3.1.3 - Cor, sabor e cheiro.

3.1.4 - De um composto orgânico a outro.

Page 38: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

45

Prevêem-se para esta unidade temática 5 horas para aulas teóricas e

teórico-práticas e ainda 4 horas para aulas de laboratório

Como objectivos menos significativos do estudo dos compostos

orgânicos, as OGP de 1995 / 1996 indicam que os alunos deverão saber:

1) Relacionar alguns aspectos estruturais com propriedades físico-

químicas de compostos orgânicos.

2) Relacionar a cor das substâncias orgânicas com a absorção selectiva de

luz, esboçando-se os respectivos espectros.

3) Reconhecer que o cheiro e o sabor de determinados compostos

orgânicos dependem da sua estrutura, bem como a enumeração de alguns

exemplos característicos.

Também os professores têm de em conta o grau de aprofundamento ou

extensão dos objectivos. Assim:

H1. Ao fazer a revisão das fórmulas de estrutura de compostos

orgânicos e no estudo do isomerismo, deverá confirmar-se que os alunos

conhecem a disposição real dos átomos no espaço. Para tal, devem usar

frequente de modelos moleculares (comerciais ou artesanais) e, em futuro

próximo, de programas de computador. Este procedimento será mais

adequado que as vulgares representações esquemáticas, que não são

totalmente representativas da geometria molecular.

H2.Os tipos de isomerismo a considerar são os seguintes: isomerismo

geométrico cis-trans, como caso de estereoisomerismo; isomerismo de cadeia,

funcional e de posição, como casos de isomerismo estrutural (em sentido

restrito).

H3.A consideração do objectivo geral nº 2 como menos significativo

resulta do seguinte:

a) A cor já foi objecto de estudo na Unidade Temática 1, a propósito de

absorção de radiações visíveis, e não se contempla, a este nível,

estabelecer relações estruturais com os espectros de absorção.

b) A dificuldade do tema sabor e cheiro aconselha apenas uma breve

introdução. Porém, o professor poderá desejar usar alguns exemplos,

designadamente como exercício de identificação de grupos funcionais.

Page 39: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

46

H4.O conteúdo 3.1.4 “De um, composto orgânico a outro” refere-se, por

um lado, à preparação de eteno e de etanal a partir, em ambos os casos, de

etanol, um composto orgânico vulgar; e, por outro, a breve referência à síntese

orgânica e à sua importância.

Segundo as indicações do futuro programa, a ser aplicado no ano

lectivo de 2005/2006, a disciplina de Química do 12º ano será uma disciplina

terminal do ensino secundário e de carácter opcional (Programa 12º Ano,

2004). Por tais motivos, pretende-se facultar aos alunos uma visão actual de

aspectos relevantes do conhecimento químico a nível da compreensão do

mundo que os rodeia. O aprofundamento desses saberes ficará a cargo do

ensino superior. As tarefas, estratégias de exploração e metodologias de

ensino ficarão são flexíveis e ficam a cargo do professor, conforme o interesse

e o nível de aprendizagem dos alunos. Ao professor cabe a função de

incentivar o aluno para a disciplina e motivá-lo para continuar os seus estudos

nesta área.

No seguimento dos programas de 10º e 11º anos, é imprescindível o

envolvimento do aluno nas tarefas laboratoriais, a existência de meios

(instalações, equipamentos, recursos didácticos e apoio técnico) e professores

com formação adequada à concepção, realização e avaliação de estratégias

didáctico-pedagógicas apropriadas a cada turma e sempre no sentido da

motivação do aluno e da inovação do ensino.

À unidade temática geral “Materiais, sua estrutura, aplicações e

implicações da sua produção e utilização”, estão subordinados três unidades,

todas elas a relevar a integração de perspectivas social, tecnológica e

científica do conhecimento, de acordo com a orientação CTS seguida nos

programas de 10º e 11º anos:

Unidade 1 – Metais e Ligas Metálicas;

Unidade 2 – Combustíveis, Energia e Ambiente;

Unidade 3 – Plásticos, Vidros e Novos Materiais.

Para ensinar, escolhem-se temas e contextos pertinentes para alunos

que concluem uma formação em Química apenas de nível secundário, a qual

Page 40: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

47

deverá proporcionar uma interpretação razoável e actual da diversidade e

complexidade dos materiais que nos cercam. Até mesmo a extensão de cada

unidade é ditada pelo interesse demonstrado pelos alunos.

As orientações para a organização do ensino da Química ditam que o

modelo de ensino a usar deve assentar no recurso à inter e

transdisciplinaridade dos saberes, à abordagem de situações-problema

retiradas de contextos reais, à utilização de estratégias de trabalho

metodologicamente diversificadas e à necessidade de conduzir processos de

avaliação conceptualmente concordantes.

São oito os princípios utilizados na concepção do Programa da

disciplina (Programa 12º ano, 2004).

I1. Ensinar Química como um dos pilares da cultura do mundo moderno.

Os temas a desenvolver devem assentar em questões da actualidade

onde se mobilizem conceitos químicos importantes na história das ideias em

Química, pela sua centralidade. Aliás, desde meados do século dezanove que

se tem vindo a argumentar que todos os indivíduos cultos deveriam conhecer

princípios que explicam como funciona o mundo, saber pensar de forma

científica e interpretar correctamente a inter-relação ciência-sociedade.

I2. Ensinar Química para o dia a dia. O conhecimento químico deve ser útil para interpretar o que nos rodeia,

como o mundo evolui e também como poderemos preservar os recursos

existentes. Seleccionaram-se, por isso, conceitos e princípios que podem dar

este contributo.

I3. Ensinar Química como forma de interpretar o mundo. O conhecimento científico é subjacente à mais evoluída e válida

explicação sobre a natureza e é absolutamente necessário que os alunos

distingam ciência de outras formas de pensar, mas que reconheçam os limites

da ciência, a validade dos dados e dos procedimentos usados para os obter. A

preferência por actividades práticas laboratoriais organizadas em torno de

situações-problema assemelha-se à situação com que se confrontam os

Page 41: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

48

cientistas e engenheiros: procurar resposta a uma questão determinada,

organizando um procedimento, recolhendo dados, analisando-os e ponderando

sobre a conclusão a tirar.

I4. Ensinar Química para a cidadania. A educação em Química deve ajudar a lidar de forma informada com

assuntos da sociedade, de modo a que os cidadãos possam actuar mais

esclarecida e fundamentadamente em democracia. Ao seleccionar temas

geradores de controvérsias para exploração nas aulas de Química, analisando

argumentos a favor e contra desenvolve-se a capacidade de tomar decisões e

de exprimirem opinião em debates sobre controvérsias em torno de temas

actuais e descobertas científicas.

I5. Ensinar Química para compreender a sua inter-relação com a tecnologia.

A educação em Química deve ajudar a compreender as inter-relações

Química-Tecnologia, ou seja, perceber como o conhecimento científico

influencia o desenvolvimento tecnológico e vice-versa.

Sendo grande parte do conhecimento químico actual indissociável de

aplicações práticas com enorme repercussão na sociedade, não é razoável

conduzir o ensino da Química à margem de uma indústria que disponibiliza

bens que marcam o estilo das sociedades actuais, seja na melhoria da

qualidade de vida, seja no consumo exagerado de grupos mais favorecidos. É,

por isso, relevante consciencializar os alunos da importância social da

actividade industrial, dos produtos industriais que marcam cada época, dos

impactes ambientais desses produtos bem como dos processos que lhes

deram origem.

I6. Ensinar Química para melhorar atitudes face a esta Ciência

A educação em Química deve proporcionar aos alunos formas de

melhorar a sua atitude perante o conhecimento químico, em particular,

combater a imagem social negativa da indústria química.

A opção por um programa de Química focado em contextos reais e

tendo como objecto de estudo produtos que todos utilizamos em actividades

diárias, permitirá discutir a importância económica e social da actividade

Page 42: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

49

industrial, neste caso envolvendo conhecimento químico. Compreender

também que é o conhecimento químico que permitirá aumentar a eficácia dos

processos, minimizar o impacte negativo para a saúde e ambiente e encontrar

materiais alternativos aos de origem biológica capazes de substituir partes do

corpo humano em caso de doença ou de acidente.

I7. Ensinar Química por razões estéticas. O mundo natural apresenta-se com uma enorme beleza intelectual

através do conhecimento científico que permite explicar a sua origem,

diversidade e evolução. Promover a apropriação de saberes que permitam

essa compreensão pode ser causa de deslumbramento intelectual.

Compreender pode ser fonte de prazer, de beleza e de inspiração, aspecto

fundamental para que os jovens se entusiasmem com o prosseguimento de

carreiras científicas.

Embora sejam muito variados os factores que determinam as

preferências individuais por áreas de conhecimento distintas e a Química no

12º ano seja uma disciplina opcional, é previsível que os alunos que a ela

acedem se sintam com motivação para avançarem no aprofundamento do

conhecimento químico. A opção por contextos reais, discutindo problemas

actuais, muitos deles geradores de controvérsias, e onde o conhecimento

científico surja como necessidade para alcançar resposta a algumas dessas

questões poderá ser considerado interessante para os jovens e,

eventualmente, estimulante para a procura de mais conhecimento nesse

domínio.

I8. Ensinar Química para preparar escolhas profissionais. O ensino das ciências, e em particular da Química, deve proporcionar

informação aos alunos sobre carreiras e actividades profissionais que utilizam

conhecimento científico e técnico e sobre vias de estudos que confiram

habilitação específica. Ora, é no 12º ano que muitos tomam decisões sobre

vias de estudos a prosseguir posteriormente. Por isso, o ensino da Química

deve ser contextualizado em actividades reais. A escolha de materiais

específicos, a ênfase na sua constituição e estrutura, nos processos de

produção, nas suas propriedades e aplicações poderão constituir caminhos

Page 43: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

50

para os jovens se interessarem por carreiras profissionais ligadas às Ciências

Químicas e às Tecnologias.

O estudo dos compostos orgânicos e isómeros, no novo programa,

insere-se na Unidade Temática 2 - Combustíveis, Energia e Ambiente,

prevista para 30 aulas de 90 minutos (45 horas), sendo cinco (7,5 horas) de

índole prático-laboratorial e quatro (6 horas) para a realização de uma

actividade de investigação, denominada Actividade de Projecto Laboratorial

(APL). O seguinte esquema representa um resumo da unidade e inclui os

aspectos a serem focados, bem como as inter-relações.

A realização de Actividades Práticas de Sala de Aula e de Laboratório

servirão para o aluno desenvolver todas as suas potencialidades e fomentar a

autonomia do aluno na procura e selecção de informação, na sua organização,

análise e sistematização.

As Actividades Práticas de Sala são propostas que devem ser

examinadas com cuidado pelo professor, tendo em conta a sua adequação ao

nível cognitivo dos alunos, os seus interesses e motivação em saber mais.

Em relação às Actividades Práticas de Laboratório, espera-se que os

alunos tenham já adquirido autonomia nas tarefas da fase preparatória, da fase

de realização e posterior ao trabalho prático.

Para que a aprendizagem seja, de facto, efectiva, é desejável a

realização de tarefas variadas incluindo trabalhos de grupo, onde a

comunicação entre os indivíduos e destes com públicos exteriores seja

promovida.

A Actividade de Projecto Laboratorial deverá ser desenvolvida ao longo

da unidade. Pretende-se o envolvimento máximo do aluno, em que este pode

fazer a sua auto-avaliação, identificando aquilo que já é capaz de fazer e,

sobretudo, aquilo onde necessita de maior investimento ao nível da formação

e, portanto, de apoio por parte do professor.

De acordo com o que foi dito anteriormente, torna-se pertinente inserir

os conteúdos programáticos num determinado contexto, familiar aos alunos.

Em relação à Unidade 2, tudo tem como base o petróleo, sua origem, destino

e, sobretudo, as suas reacções e refinação.

Page 44: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

51

O crescimento demográfico e as necessidades energéticas crescentes,

nomeadamente a vulgarização dos automóveis e da aviação, transformaram o

petróleo no combustível mais utilizado actualmente. Esta “dependência” tornou-

o uma matéria prima de imenso valor económico e enorme poder politico

internacional. A sua refinação origina produtos que deram origem ao início da

indústria petroquímica, produzindo inovações de grande impacto no mercado,

como plásticos, medicamentos, fibras sintéticas, fertilizantes, pesticidas,

materiais de construção e cosméticos, entre outros.

Mas o custo a nível ambiental é demasiado elevado: a ciência e a

tecnologia esforçam-se e fornecem soluções para eliminar o chumbo da

gasolina, reduzir efluentes gasosos e, através da introdução de aditivos como o

etanol, torná-la mais limpa.

Presentemente, o Homem ainda consome maioritariamente

combustíveis fósseis. As três grandes desvantagens destas matérias são a sua

capacidade poluente, o seu valor e o facto de não serem renováveis. A sua

origem tem como base a decomposição da matéria orgânica e o depósito no

interior da Terra há milhões de anos. Valores elevados de pressão e

temperatura exercidas sobre essa matéria orgânica causaram reacções

químicas complexas de que resultaram o petróleo, o gás natural (metano e

etano) e o carvão.

É necessário que se invista em combustíveis alternativos como o biogás

e nas alternativas aos combustíveis, como as pilhas de combustível, as

energias nuclear, eólica, das marés e geotérmica, na busca de um futuro

sustentável para a espécie humana.

O contexto revela-se muito adequado e actual para estudar uma enorme

variedade de tópicos de Química, particularmente o que dizem respeito à

Química Orgânica e à isomeria. Além disso, são possíveis abordagens

interdisciplinares, propiciadoras do desenvolvimento de competências de

índole científica, tecnológica e social. O aluno deverá reflectir tornar-se atento

ao mundo em que se insere e ser capaz de estabelecer interacções que o

impliquem socialmente.

É na sub-unidade referente à transformação do crude nos seus

derivados (GPL e fuéis) que o aluno identificará o cracking do petróleo como

Page 45: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

52

um processo de quebra de ligações nos hidrocarbonetos de cadeias longas

para a formação, por exemplo de cicloalcanos e alcenos e hidrocarbonetos

aromáticos; reconhecerá outros hidrocarbonetos derivados do petróleo: os

alcenos, de cadeia aberta, e os cicloalcanos, de cadeia fechada; confirmará

que, ao contrário da notação de Lewis e da regra do octeto, o modelo da

Repulsão dos Pares de Electrões de Valência (RPEV) e da Teoria da Ligação

de Valência (TLV) conseguem interpretar ou prever as estruturas das

moléculas dos hidrocarbonetos a que se referem; usará as regras de

Nomenclatura da IUPAC para compostos orgânicos, para atribuir nomes e

escrever fórmulas de estrutura dos compostos com os grupos funcionais álcool

e éter; compreenderá os isómeros como compostos de diferentes identidades,

com a mesma fórmula molecular mas cuja disposição dos átomos na molécula

é distinta, o que pode conduzir a propriedades físicas e químicas diferentes;

distinguirá isomeria constitucional (incluindo isomeria de cadeia, isomeria de

posição e isomeria de grupo funcional) e estereoisomeria; interpretará a

existência de isomeria de cadeia e de isomeria de posição nos alcanos e nos

álcoois; identificará a existência de isomeria de grupo funcional entre álcoois e

éteres; compreenderá a e reconhecerá nos alcenos, a possibilidade de

existência de isomeria geométrica, como um tipo de estereoisomeria;

identificará a família dos hidrocarbonetos aromáticos e escreverá nomes e

fórmulas de acordo com as Regras de Nomenclatura da IUPAC.

O mapa de conceitos que se apresenta, encerra em si todos os

conteúdos da Unidade 2, incluindo os mais relevantes para o presente

trabalho.

Page 46: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

53

Figura 15 – Localização dos conteúdos de

Química Orgânica na Unidade 2 do Programa

do 12º Ano de Química.

Page 47: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

54

2.4.2. Algumas generalidades sobre estrutura molecular

Seguidamente, apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre geometria

molecular e isomeria, baseada, entre outros, em Brown (1995), Volhardt

(1998), Atkins (1989), Jones (2000) e Chang (1994).

O arranjo tridimensional dos átomos de uma molécula denomina-se por

geometria molecular, que é capaz de condicionar as propriedades físicas e

químicas e as próprias reacções em que as substâncias participam. Apesar dos

comprimentos e dos ângulos de ligação só se determinarem

experimentalmente, a elaboração da estrutura de Lewis permite prever a

geometria de uma molécula (basta saber o número de átomos que rodeiam o

átomo central e considerar que os pares de electrões da camada de valência

se repelem). São os electrões da camada mais longe do núcleo os

responsáveis pela formação das ligações químicas.

O que define a geometria de uma molécula é o resultado do balanço que

minimiza as repulsões entre os pares electrónicos: as mais significativas são as

que existem entre os pares não ligantes (electrões que não participam nas

ligações mas que pertencem ao átomo); seguem-se as repulsões entre os

pares não ligantes e os ligantes (os responsáveis efectivos pelas ligações) e

por fim as que existem entre os dupletos unicamente ligantes. Designa-se por

Modelo de Repulsão dos Pares Electrónicos da Camada de Valência (RPECV)

ao arranjo electrónico em torno de um ou mais átomos centrais; este modelo

define a geometria molecular com base na minimização das repulsões. As

ligações duplas e triplas, apesar de ocuparem mais “espaço” comportam-se

como ligações simples.

Os electrões ligantes são atraídos pelos núcleos dos dois átomos

ligados entre si; como estes têm menor distribuição espacial, ocupam menos

espaço do que os electrões não ligantes, associados apenas a um átomo.

Assim sendo, numa molécula, os electrões não ligantes ocupam mais espaço e

sofrem maior repulsão por parte dos electrões ligantes e dos não ligantes dos

átomos vizinhos.

Page 48: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

55

2.4.2.1. Moléculas em que o átomo central não tem dupletos de electrões não ligantes

Genericamente, estas moléculas têm fórmula ABx, em que A é o átomo

central e x é um número inteiro positivo: se x = 1, a molécula é diatómica (AB)

e a geometria é linear. Na maioria das vezes, x toma valores entre 2 e 6.

As moléculas que pertencem a esta categoria dispõem os seus dupletos

ligantes em cinco arranjos diferentes: em todos os casos, e devido às

repulsões, os electrões estão afastados o mais possível.

AB2 (como por exemplo o BeCl2, cloreto de berílio) – os pares

electrónicos afastam-se o máximo que podem, até formarem uma linha recta; o

ângulo estabelecido entre os dupletos de electrões ligantes é de 180º e a

geometria final é linear.

AB3 (como o BF3, trifluoreto de berílio) – nesta molécula há três

dupletos ligantes (ligações covalentes). Espacialmente, é mais estável a

configuração em que as três ligações apontem para os cantos de um triângulo

equilátero, com o átomo A no centro. Esta geometria é designada triangular

plana, com os quatro átomos da molécula no mesmo plano e as ligações a

fazer ângulos de 120º.

AB4 (como o CH4, metano) – existem quatro ligações resultantes de

quatro dupletos ligantes. A geometria é tetraédrica:o átomo central ocupa o

centro de um tetraedro e todos os átomos periféricos ocupam os vértices;

todos os ângulos de ligação são de 109,5º.

Figura 16 – representação 2D da molécula

genérica AB2.

Figura 17 – representação 2D

da molécula genérica AB3.

Page 49: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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56

AB5 (como PCl5, pentacloreto de fósforo) – a forma de bipirâmide

trigonal (dois tetraedros ligados pelas bases) proporciona o mínimo de

repulsões. O átomo central ocupa o centro do triângulo comum

(correspondente à união dos tetraedros) e os 5 átomos periféricos encontram-

se nos vértices da respectiva bipirâmide. Os átomos do plano triangular e cujas

ligações fazem ângulos de 120º são equatoriais, e os átomos ocupantes dos

vértices são axiais. O ângulo entre uma ligação axial e uma ligação equatorial

é de 90º e os ângulos entre duas ligações axiais é 180º.

AB6 (como SF6, hexafluoreto de enxofre) – a minimização das repulsões

atinge-se com a geometria octaédrica, que corresponde à união de duas

pirâmides quadrangulares pelas bases. O átomo central fica no centro do

quadrado e os restantes seis átomos ocupam os seis vértices do octaedro.

Como as ligações são todas idênticas (todas fazem ângulos de 90º com

excepção das ligações diametralmente opostas que fazem um ângulo de

180º), não se aplicam os termos axial e equatorial.

Figura 18 – representação 2D da

molécula genérica AB4.

Figura 19 – representação 2D da molécula

genérica AB5.

Figura 20 – representação 2D da molécula

genérica AB6.

Page 50: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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57

2.4.2.2. Moléculas em que o átomo central tem um ou mais pares isolados

Se ao átomo central está associado um ou mais pares de electrões

isolados, a geometria da molécula é mais complexa, pois aumentam as

repulsões electrónicas.

Se o átomo central de uma molécula possui um ou mais pares isolados

deve-se distinguir geometria e arranjo espacial global de todos os pares de

electrões. Este arranjo refere-se à disposição de todos os pares de electrões,

ligantes e não ligantes, associados ao átomo central. Por outro lado, como a

geometria molecular é determinada em função do arranjo espacial dos seus

átomos, apenas se contabilizam os pares ligantes.

Seguem-se alguns exemplos de moléculas tipo exemplares das várias

geometrias.

Dióxido de enxofre (SO2) – Como se adopta o modelo de que as

ligações duplas se comportam como as triplas, esta molécula pode ser tratada

como se fosse constituída por três pares de electrões em torno do átomo

central (dois pares ligantes e um não compartilhado). O arranjo

global dos átomos é triangular plano, mas, como um dos pares é isolado, a

molécula é angular e o ângulo OSO é 119,5º. Este ângulo é menor do que

120º porque a repulsão par isolado-par ligante é maior do que a repulsão

ligante-ligante e as duas ligações enxofre-oxigénio são empurradas.

Amoníaco (NH3) – Nesta molécula existem três pares ligantes e um par

de electrões não compartilhados, associado ao átomo central de azoto. A

distribuição espacial global dos quatro pares electrónicos é tetraédrica.

Contudo, como um dos pares desses electrões é isolado, a geometria

resultante é piramidal trigonal. A repulsão entre o par isolado e os dupletos

Figura 21 – representação de Lewis da

molécula SO2.

Page 51: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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58

ligantes é a mais forte, e os três pares NH são empurrados uns contra os

outros. Assim, o ângulo HNH é de 107,5º, ou seja, é menor do que o ângulo

tetraédrico.

Água (H2O) – A molécula da água é constituída por dois pares ligantes

e dois pares de electrões não compartilhados em redor do oxigénio, conforme

demonstrado na representação de Lewis.

Tal como no amoníaco, o arranjo espacial dos átomos é tetraédrico.

Mas agora, o átomo central possui dois dupletos de electrões não ligantes cuja

tendência é afastarem-se o mais possível um do outro. Como resultado, o

ângulo HOH é de 104,5º e a geometria final é angular. (NOTA: O ângulo não é

ainda menor porque a partir daqui surgem as repulsões entre os dupletos

ligantes)

2.4.2.3. Isomerismo

Sempre que dois compostos químicos tenham a mesma fórmula

molecular mas diferente estrutura são denominados isómeros. Este fenómeno

permite que se obtenham propriedades físicas e químicas diferentes, uma vez

que os átomos estão dispostos de maneira diferente. A química orgânica é,

uma área com bastantes exemplos destes compostos.

Figura 22 – representação da

molécula NH3.

Figura 23 – representação de Lewis da molécula H2O e representação da mesma em 3D.

Page 52: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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59

Existem vários tipos de isómeros:

Isómeros de posição Os isómeros possuem o mesmo grupo funcional e têm a mesma cadeia

carbonada, mas diferem na posição de uma ramificação, do grupo funcional ou

de uma ligação múltipla.

1 – cloropropano 2 - cloropropano

butano metilpropano ou isobutano

1 - metil - 1 - propanol 2 - metil - 1 - propanol

A série de xilenos, solventes industriais importantes, é outro exemplo

deste isomerismo: cada molécula é constituída por um anel de benzeno e dois

radicais metilo, que podem estar em posição orto (juntos), meta (separados),

ou ainda para (os radicais estão completamento opostos em relação ao anel

aromático).

orto meta para

Figura 24 – Exemplos de

isómeros de posição.

Figura 25 – Série de

xilenos

Page 53: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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60

Isómeros de cadeia Embora possuam o mesmo grupo funcional, estes isómeros têm cadeias

carbonadas diferentes.

metoxipropano etoxietano

Figura 26 – Exemplos de isómeros de cadeia.

Estes isómeros existem porque o carbono tem a capacidade de

catenação, isto é, de formar ligações consigo mesmo. Por este motivo existem

as cadeias de carbonos e tantas possibilidades de combinação de radicais e

grupos funcionais (Klein, 2005).

Isómeros funcionais

A fórmula molecular é a mesma mas grupos funcionais são diferentes.

Etanol Éter dimetílico

Ácido acético Metanoato de metilo

Figura 27 – Exemplos de isómeros funcionais.

Isómeros geométricos (cis-trans) Estes isómeros possuem uma distribuição espacial diferente em

compostos com ligações duplas, com cadeia carbonada fechada ou ainda se

os grupos ligados à cadeia principal estejam associados a carbonos diferentes.

As propriedades físicas dos isómeros cis (com os grupos do mesmo lado) e

trans (com os grupos em lados opostos) são diferentes.

Page 54: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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61

Um exemplo típico da química orgânica é os dois butenos, de cujo

isómero trans se produz borracha sintética:

2 - buteno – cis 2 - buteno – trans

Figura 28 – Exemplos de isómeros geométricos cis-trans.

Estereoisómeros São moléculas que diferem apenas na orientação espacial dos seus

átomos. Estes isómeros ópticos podem ser enantiómeros ou diasteroisómeros.

Os enantiómeros são compostos com imagens especulares não

sobreponíveis. Estes isómeros surgem aos pares, como os geométricos, e têm

a particularidade das respectivas propriedades físicas serem idênticas. Os

enantiómeros do ácido tartárico, por exemplo, têm os mesmos pontos de

fusão, pontos de ebulição, a mesma solubilidade na água e em outros

solventes, os mesmos valores de pKa e até se comportam da mesma maneira

em reacções ácido – base.

Estes isómeros distinguem-se apenas pelo comportamento perante a

luz polarizada. Esta luz consiste num conjunto de ondas electromagnéticas que

se propagam numa única direcção. Uma lâmpada incandescente é uma fonte

de luz não polarizada, porque a luz é emitida e propaga-se em todas as

direcções. Para polarizar esta luz, utiliza-se um polarímetro cuja função é

direccionar a luz em apenas uma direcção.

Figura 29 – Enantiómeros do ácido

tartárico.

Page 55: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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62

Figura 30 – Diferença entre a propagação da luz polarizada e não polarizada.

A seta de duas pontas, indica a propagação da onda electromagnética,

numa direcção, vista de frente.

Os enantiómeros são compostos capazes de desviar a luz polarizada:

se o desvio é para a direita, o isómero é dextrógiro (D); se o desvio for para a

esquerda, o isómero é denominado levógiro (L). É de salientar que os

enantiómeros rodam o plano de polarizção da luz sempre no mesmo ângulo,

embora em direcções opostas. Dada esta propriedade, diz-se que são

isómeros ópticos ou opticamente activos. Estes isómeros têm ainda a

particularidade de não se sobreporem; comportam-se como um objecto e a sua

imagem no espelho ou como as mãos direita e esquerda. Designa-se por

mistura racémica uma mistura equimolar de enantiómeros. Esta mistura não

provoca qualquer rotação do plano de polarização da luz, ou seja, é

opticamente inactiva.

Figura 31 – Enantiómeros da molécula C(Br)(SH)(OH)(NH2)

Para reconhecer de existência de enantiómeros basta identificar se na

molécula existe um átomo com geometria tetraédrica, com os quatro

Luz não polarizada Luz polarizada

Page 56: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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63

substituintes (ou ligantes) diferentes. Este carbono é assimétrico e designa-se

por quiral ou estereocentro. Trocar dois dos substituintes entre si converte um

enantiómero no outro. Esta reacção não ocorre espontaneamente, uma vez

que exigiria a quebra de ligações em torno do carbono, e, por isso, uma

energia considerável.

O facto dos enantiómeros desviarem a luz polarizada significa que eles

são opticamente activos. A quantidade de isómeros opticamente activos, pode

ser determinada a partir da quantidade de carbonos quirais numa molécula: nº

de isómeros opticamente activos = 2n, em que n representa o número de

estereocentros. Por exemplo, na molécula 3 – metil – 2 – pentanol, os

estereocentros estão marcados com *:

nº de isómeros opticamente activos = 2n

nº de isómeros opticamente activos = 22 = 4

Se todos os átomos tetraédricos numa molécula têm dois substituintes

iguais a molécula será aquiral (ex: o 2-propanol)

Figura 33 – Reconhecimento da molécula 2 - propanol como aquiral.

Rodando a molécula, obtém-se a forma inicial

Figura 32 – Determinação do número de isómeros opticamente activos

Page 57: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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64

Algumas propriedades das substâncias do dia-a-dia decorrem do facto

de serem enantiómeros. Por exemplo, os aminoácidos dextrógiros são doces

enquanto que os aminoácidos levógiros são amargos ou insípidos. O aroma

dos limões e das laranjas deve-se ao limoneno e aos seus dois isómeros

ópticos.

A nível farmacológico, em muitos medicamentos apenas uma das

formas dos isómeros é activa. Por exemplo, uma forma da talidomida pode ser

administrada a grávidas para combater o enjoo, enquanto que a outra forma é

tóxica para o feto (Gil, 1996).

Os diasteroisómeros são os compostos anteriormente designados por

isómeros geométricos ou cis-trans. As moléculas diferem no arranjo espacial

dos seus átomos, sem, no entanto, serem imagem especular uma da outra.

Figura 34 – Limoneno.

Figura 35 – Dois diasteroisómeros do 1,4 - dimetilcicloexano

Page 58: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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65

O mapa seguinte representa um resumo dos tipos de isómeros que se

podem identificar.

Figura 36 – Resumos dos tipos de isómeros.

2.4.3. Concepções alternativas em estrutura molecular

Nem mesmo os melhores alunos conseguem responder acertadamente

a todas as perguntas. Por vezes expressam apenas “palavras memorizadas”.

Quando questionados mais pormenorizadamente, esses alunos revelam as

suas falhas na completa compreensão dos conceitos, apesar dos professores

usarem os exemplos e analogias mais úteis. O que acontece é que muitos

desenvolveram conceitos fundamentais errados desde o início da vida escolar,

interferindo negativamente nos anos futuros. Podem-se categorizar algumas

características das concepções alternativas (Santos, 1991):

Conceito pré-concebidos têm base nas experiências do dia-a-dia – os

conceitos são representações que cada um faz do mundo e de acordo com a

sua maneira de ver. Esta construção face ao mesmo acontecimento varia de

aluno para aluno pois é uma interpretação pessoal. Num contexto científico, o

Isómeros

Isómeros constitucionais

Estereoisómeros

Isómeros de cadeia

Isómeros de posição

Isómeros funcionais

Enantiómeros (isómeros ópticos)

Diasteroisómeros (isómeros geométricos)

Page 59: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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66

uso das mesmas palavras na vida quotidiana e em ciência pode alimentar a

concepção de ideias erradas.

Têm uma natureza estruturada – como são interpretações do meio

circundante, as concepções deixam de ser simples e isoladas, para se

tornarem progressivamente gerais e complexas. Desta forma elas esclarecem

muitas mais experiências.

Noções científicas erradas apreendidas de diversas fontes são

influenciadas por questões religiosas, culturais e sociais.

As concepções são sensatas e úteis para quem as constrói porque são

significativas de acordo com os seus modelos de pensamento.

Mesmo com o ensino formal, as concepções alternativas persistem. Na

mentalidade do aluno elas fazem sentido e os métodos tradicionais de ensino

não são suficientes para as alterar. De facto, estudos recentes acerca do

conhecimento dos alunos revelam que estes não compreendem, na essência,

alguns dos conceitos fundamentais, básicos no estudo da disciplina. Apesar

das concepções alternativas diminuírem com o avanço da vida académica, elas

persistem nos alunos universitários.

Com frequência se pode constatar que as concepções alternativas têm

carácter regressivo. Mesmo após os alunos terem dado provas que

ultrapassaram as suas ideias erradas, elas manifestam-se mais tarde

ocasionando uma paragem na evolução de determinados conceitos. Esta

regressão poderá ser a prova que o ensino das ciências não é tão efectivo

quanto o pretendido. Os conceitos cientificamente correctos não têm impacto

suficiente sobre os alternativos. Estes estão mascarados pela memorização

dos primeiros para alcançar o êxito escolar.

Conceitos errados desenvolvem-se quando se ensina ciência, para que

não se proporcionem conflitos internos com a sua própria sabedoria.

Normalmente, os alunos constroem modelos mentais tão fracos que eles

próprios não confiam. O que acontece é que, por vezes, os alunos não se

apercebem das suas próprias contradições. Usam concepções diferentes para

interpretar situações que exigem a mesma explicação e/ou recorrem às

mesmas concepções para explicar fenómenos distintos.

As concepções históricas da ciência repetem-se nas concepções

alternativas dos alunos. Alunos de várias idades revelam concepções

Page 60: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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67

alternativas que correspondem a modelos que já foram aceites pela ciência, e

que foram, posteriormente, refutados ou alterados. Perez & Carrascosa (1985)

sustentam que este paralelismo com as ideias históricas se deve à semelhança

da metodologia usada pelas crianças e pelos cientistas do passado. Por outro

lado, Wandersee (1986) sustenta a hipótese de que a história da ciência pode

ser usada pelos alunos como instrumento de descoberta e transposição das

suas concepções alternativas.

Geralmente, estas concepções alternativas estão muito enraizadas e

têm que ser anuladas e substituídas pelas correctas. Apesar de poderem ser

facilmente ultrapassadas e corrigidas até pelos próprios alunos, nem sempre é

fácil convencê-los de que o que eles já sabem está errado! Os estudos neste

campo revelam que novos conceitos não se conseguem ensinar se existirem

outros que expliquem os fenómenos que os rodeiam, uma vez que estes

últimos fazem todo o sentido para os alunos. O professor não deve, de modo

algum, subestimar estas ideias; deve identificar as ideias pré-concebidas dos

alunos, confrontar todos os raciocínios e, por fim, ajudar a reconstruir os

conhecimentos, baseados agora nos modelos científicos.

Antes de serem corrigidas, as concepções alternativas têm de ser

identificadas. Existem compilações das ideias mais comuns e de testes que

ajudam a reconhecê-las, apesar de pequenas discussões em grupo serem, na

maioria das vezes, suficientes. No entanto, o professor pode adoptar outros

métodos para identificar as concepções alternativas: entrevistar alunos, assistir

a discussões entre pares ou até projectar estudos empíricos para testar

determinadas hipóteses relativas às concepções (Santos, 1991). A experiência

permite ao professor fazer este trabalho sem provocar no aluno o

constrangimento de perceber que o que ele sabe está errado! Os estudantes

sempre surpreendem os professores com novas ideias e raciocínios… Não se

pode nem deve subestimar a força e a persistência das barreiras ao

conhecimento científico: confrontá-las é difícil para professores e alunos.

As estratégias para ultrapassar as dificuldades dos alunos baseiam-se

na investigação feita à forma como o ser humano pensa: a chave do sucesso é

garantir que os alunos construam correctamente o seu conhecimento científico.

Duas formas para o conseguir é seleccionar demonstrações para a aula e criar

Page 61: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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68

mapas de conceitos: com esta técnica, os alunos aprendem a visualizar um

grupo grande de conceitos e das relações entre eles. A aprendizagem é ainda

mais efectiva se estes mapas forem construídos num grupo cooperativo.

Ajudar os alunos a reconstruir o seu conhecimento é uma tarefa difícil e

que necessariamente requer tempo a outras actividades. Para o alcançar

podem-se seguir os passos:

Antecipar as ideias pré-concebidas mais comuns, recolhidas da

bibliografia.

Encorajar os alunos a mostrar o que já sabem sobre um determinado

assunto, através de testes ou discussões.

Rever as concepções alternativas sempre que possível.

Verificar sempre a validade dos raciocínios dos alunos.

(MBUS, 2005)

Especificamente no ensino da Química, a maior parte dos professores

já se deparou com alunos com dificuldades em entender conceitos químicos, e

na sua transposição do abstracto para o concreto. Esta resistência pode ser, no

entanto, extremamente motivadora e aliciante para o professor. Também as

próprias concepções alternativas que os alunos trazem para a sala de aula

podem ser desafiadoras e motivo de exploração. De facto, alguns alunos não

conseguem incrementar os seus estudos devido aos conceitos errados que

carregam dos anos anteriores ou até das suas vivências extra-escolares.

A estrutura tridimensional de átomos e moléculas e as suas interacções

dinâmicas são de extrema dificuldade para os alunos. Os modelos moleculares

são de uma utilidade extrema, mas não permitem explorar estruturas

electrónicas, nem contabilizar a energia envolvida, nem permitem comparar

com outras formas de representação da molécula.

Uma das maiores dificuldades em ensinar Química consiste em

“convencer” os alunos da estrutura tridimensional das moléculas e das suas

interacções dinâmicas. Visto que os alunos têm diferentes capacidades em

visualizar mentalmente estruturas 3D que na realidade não se vêem, muitos

deles nunca aprendem adequadamente certos conceitos básicos.

Também os alunos são capazes de usar fórmulas e equações, de

acertarem equações de acordo com a Lei de Lavoisier, sem compreenderem

Page 62: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

69

na essência o significado das fórmulas e das partículas que representam

(Jones, 1996).

Reúnem-se de seguida algumas ideias apresentadas pelos alunos sobre

ligações, estruturas moleculares e algumas propriedades. Algumas das ideias

J1-J7 são apresentadas na bibliografia da especialidade – por exemplo

(Molecular Structure and Properties, 2005) – mas outras emergem das

conversas tidas com alunos e professores de Química.

J1. Em vez de usar a “regra do octeto” como um guia para identificar

estruturas mais estáveis, os alunos estabelecem as ligações de modo a

satisfazer esta regra – “camadas energéticas” preenchidas originam ligações.

J2. As repulsões entre os pares electrónicos ligantes não influenciam a

forma da molécula.

J3. Os pares de electrões não ligantes não participam na determinação

da geometria molecular.

J4. É a polaridade das ligações intra-moleculares que determina a

geometria.

J5. Os átomos em moléculas como o metano estão todos no mesmo

plano.

J6. As cadeias nos hidrocarbonetos são lineares.

J7. As moléculas cíclicas são planares.

Page 63: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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70

2.5. Aspectos metodológicos na investigação em educação

2.5.1. Estudo de caso

Como definição, um estudo de caso consta de uma abordagem empírica

que investiga um fenómeno actual no seu contexto real quando os limites entre

determinados fenómenos e o seu contexto não são claros e no qual se usam

diversas fontes de informação. A característica principal deste tipo de pesquisa,

é o estudo profundo e exaustivo das questões.

Trata-se de um tipo de investigação perfeitamente distinta da

experimental (em que o fenómeno é separado do contexto), da histórica (em

que se estudam acontecimentos passados) e da descritiva (onde se estuda

fenómeno e contexto mas em que este é demasiado limitado).

Das várias estratégias, o estudo de caso é a mais adequada quando o

investigador não controla os acontecimentos e o estudo focaliza-se na

investigação de um fenómeno actual no seu próprio contexto.

Tradicionalmente, destina-se a responder a questões de “como” ou “porquê”,

pelo que se destina essencialmente a explicar fenómenos.

Um estudo de caso pode ser caracterizado como uma convergência de

informações e de vivências. Com a percepção de cada participante do estudo,

acerca do tema escolhido, consegue-se uma melhor compreensão da sua

natureza e dinâmica. Por outro lado, um estudo de caso provoca nos

intervenientes uma certa reciclagem pessoal, porque ficam expostas as suas

próprias vivências.

Nesta metodologia observa-se detalhadamente um indivíduo, um

contexto, um determinado acontecimento ou até uma fonte de documentos. O

investigador concentra-se numa situação tão específica quanto pretender e

identificar os diversos processos interactivos em curso. Por outro lado, dada

essa especificidade a possibilidade de generalizações é pequena (Rocha,

2005).

Para que um estudo de caso faça sentido é necessário definir as

questões de investigação, ou seja, as proposições sobre o que está a ser

estudado e que focalizam a atenção do investigador, as unidades de análise,

que serão programas, acontecimentos, indivíduos, processos, instituições ou

Page 64: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

71

grupos sociais, a lógica que liga dados e proposições e ainda os critérios para

a interpretação dos resultados.

Sendo a natureza do estudo de caso qualitativa, o investigador deve

primeiramente definir o problema de investigação, proveniente da sua própria

experiência, de situações ligadas à sua vida prática ou ainda de deduções a

partir da teoria, de revisão da literatura ou de questões sociais. De seguida,

formulam-se as questões de investigação acerca de processos (explicar

porque é que algo acontece e como) e da tentativa de compreensão dos

acontecimentos (o que aconteceu, porque e como), e que não devem ser

demasiado específicas (Rocha, 2005).

Etapas de um estudo de caso

Definir do problema da investigação (que pode nascer a partir da experiência do

investigador, de situações da sua vida prática, de questões sociais e/ou políticas ou até a

partir da revisão de literatura)

Recolher dados

Analisar os dados

Formular conclusões

Tabela 4 – Etapas de um estudo de caso.

Será o investigador a dar destaque aos aspectos que considerar mais

importantes ao seu estudo de caso. Assim, Yin (1984) evidencia a

“necessidade de definir as questões de investigação: as proposições que

focalizam a atenção do investigador sobre algo que deverá ser observado

durante o estudo; a(s) unidade(s) de análise que poderão ser um ou mais

programas, acontecimentos, indivíduos, processos, instituições ou grupos

sociais conforme se trata de um estudo de caso único ou de casos múltiplos; a

lógica que liga os dados às proporções; e os critérios para interpretação dos

resultados”. (Yin, 1984). Por outro lado, Merriam (1998) tem a opinião que num

estudo de caso de carácter qualitativo, “o investigador deverá definir o

problema de investigação. Seguidamente formulará as questões de

investigação que não deverão ser muito específicas acerca de processos e de

tentativa de compreensão dos acontecimentos. A escolha da unidade de

análise é o passo seguinte. Existem várias técnicas para selecção de casos,

Page 65: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

72

sendo as não probabilísticas as mais apropriadas para estudos de caso

qualitativos.” (Merriam, 1988).

Um estudo de caso qualitativo pode-se considerar simultaneamente

particular, porque se focaliza numa só situação, acontecimento ou fenómeno,

descritivo, porque o produto final é uma descrição do que está a ser estudado,

indutivo, porque a maior parte dos estudos assenta num raciocínio indutivo,

heurístico, visto que conduz à compreensão do fenómeno que está a ser

estudado e holístico, porque tem em conta a realidade na sua globalidade. O

que realmente interessa neste tipo de estudo é a compreensão e a

interpretação e não tanto o produto final.

Esta investigação foi realizada tendo por base uma metodologia

qualitativa, que é, então, uma forma de estudar a sociedade que se centra na

forma como as pessoas interpretam e dão sentido às suas experiências e ao

mundo em que vivem. É uma investigação descritiva em que os processos são

mais valiosos que os produtos ou resultados.

Pode-se distinguir cinco características principais na investigação

qualitativa (Bogdan, 1994):

1. A situação inicial constitui a fonte de dados e o investigador é o

instrumento de recolha de dados.

2. A principal preocupação é descrever, e em segundo plano está

analisar os resultados.

3. Além dos resultados finais, o processo é igualmente importante.

4. Os dados são analisados indutivamente, reunindo todas as peças do

puzzle.

5. Interessa, essencialmente, o porquê das coisas, isto é, o significado

das coisas.

Não é rigorosamente necessário optar em exclusivo por um método

qualitativo ou por um quantitativo: pode-se escolher uma combinação de

atributos pertencentes a cada um deles. No entanto, tal conjugação de

métodos poderá ter implicações em termos teóricos, uma vez que diferentes

métodos assentam em diferentes pressupostos. Deve-se, portanto, analisar

cada conjunto de dados à luz do seu método e da sua teoria para que se

possam complementar (Ferreira, 1998).

Page 66: Vantagens e desvantagens do uso da informática

____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química

73

Características do Paradigma Qualitativo

Interessado em compreender a conduta humana a partir dos próprios pontos de vista

daquele que actua.

Observação naturalista e sem controlo.

Subjectivo.

Próximo dos dados:”perspectiva a partir de dentro”.

Fundamentado na realidade, orientado para a descoberta, exploratório, expansionista,

descritivo e indutivo.

Orientado para o processo.

Válido; dados “reais”, “ricos” e “profundos”.

Não generalizável: estudo de casos isolados.

Holístico.

Assume uma realidade dinâmica

Tabela 7 – Características da Paradigma Qualitativo.

Um capítulo considerado extremamente importante neste tipo de estudo

é a revisão da literatura referente à área de estudo, quer de natureza teórica

quer de natureza investigativa. É importante porque poderá contribuir para a

conceptualização do problema, a realização do estudo e a interpretação dos

resultados.

Para a recolha de dados as técnicas vão desde a observação, a

entrevista, o questionário e a análise documental.

A análise dos dados deve ser o mais rigorosa possível e deve ser feita à

medida que se recolhem esses mesmos dados, num estudo de caso

qualitativo.

Igualmente importante é assegurar a validade e a fiabilidade do estudo.

A validade interna diz respeito à correspondência entre os resultados e a

realidade, isto é, a necessidade de garantir que estes traduzem a realidade

estudada. A fiabilidade diz respeito à replicabilidade do estudo, ou seja, à

necessidade de assegurar que os resultados obtidos seriam idênticos aos que

se atingiriam se o estudo fosse repetido. O estudo será tanto melhor se

conseguir generalizar os seus resultados a diferentes situações. Neste caso

diz-se que está assegurada a validade externa da investigação.

A validade interna pode ser certificada de diversos modos:

Page 67: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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74

Utilizando vários investigadores, varias fontes de dados ou diversos

métodos;

Verificando se os dados recolhidos estão de acordo com o que os

participantes disseram ou fizeram e se a interpretação está correcta;

Realizando várias observações do fenómeno ou observando-o durante

um determinado período de tempo;

Debatendo os resultados com outros pesquisadores;

Envolvendo os participantes em todas as etapas do estudo.

Por outro lado, a fiabilidade do estudo é garantida descrevendo a forma

como o estudo foi realizado com todo o pormenor e rigor, acompanhada da

descrição da teoria subjacente e do processo de recolha de dados e da forma

como se obtiveram os resultados.

É de todo conveniente que uma investigação apresente, também,

validade externa, ou seja, a possibilidade de generalização dos resultados a

outras situações.

Para certificar um bom estudo de caso, ele deve: ser relevante e

completo, considerar perspectivas alternativas de explicação, evidenciar uma

recolha de dados adequada e suficiente e apresentar-se motivador para o leitor

(Ferreira, 1998).

2.5.2. A entrevista como estratégia de aquisição de informação

Inquirir pressupõe descobrir algo de uma forma sistemática: no terreno

recolhem-se dados de forma sistematizada, que posteriormente se comparam.

O inquérito não se destina propriamente a uma avaliação quantitativa, mas

antes a uma recolha de dados para responder a um determinado problema.

A principal característica que de um inquérito por entrevista é que esta

realiza-se na presença do autor. Na realidade, os procedimentos técnicos de

concepção e de administração de inquéritos depende indiscutivelmente da

presença ou ausência do autor.

Ao utilizar o método da entrevista, há um entrevistador que pretende

obter informação do entrevistado: perceber dificuldades, avivar valores,

preferências e pontos de vista. É uma metodologia de pesquisa qualitativa

poderosa a testar, formular hipóteses e a recolher informação. Este tipo de

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75

inquérito é aplicado quando não há documentação disponível sobre o assunto,

ou quando ela não é fiável; quando o investigador pretende economizar tempo,

recorrendo a especialistas do que está a estudar, por exemplo. No entanto, ao

seleccionar uma fonte de informação estão a rejeitar-se outras, pelo que é

imperioso cruzar dados de várias fontes e evitar assim a parcialidade implícita

(Ferreira, 1998).

Nem todos os contextos são os indicados para a utilização da entrevista.

Há duas situações típicas em que é recomendável o uso desta metodologia:

- Quando o investigador tem questões relevantes, cuja resposta não

existe em documentação, ou, caso exista, não é fiável é necessária

confirmação.

- Em situações em que o ganho de tempo é primordial, recorrendo-se a

especialistas.

Conforme as contingências do ambiente e os objectivos, as entrevistas

podem ser ramificadas em três tipos:

Estruturadas – há um conjunto fixo de perguntas em que a sua ordem

e redacção é a mesma para todos os entrevistados, ou seja, os conteúdos e os

procedimentos são organizados previamente. Utiliza-se, preferencialmente,

este tipo de entrevista em sondagens feitas a grandes populações e onde o

grau de liberdade do inquirido é reduzido. Da mesma forma, o entrevistador

tem pouca liberdade para modificar que o estabeleceu antes. Tudo o que se

passa no encontro com os entrevistados é planeado. A entrevista estruturada

apresenta limitações graves tais como a impossibilidade de abordagem de

conceitos relevantes não previstos e uma escassa compreensão do

conhecimento processual do entrevistado.

Não estruturadas – caracteriza-se por fornecer uma compreensão

geral do problema bem como os métodos adequados à sua resolução; a

entrevista é uma conversa livre, baseada numa questão motivadora inicial e na

qual o entrevistador aprofunda opiniões quando acha necessário. O principal

objecto de estudo é o sujeito: o entrevistador tem como meta compreender um

determinado fenómeno sob a perspectiva do entrevistado. Este tem, aliás, total

liberdade de expressão porque não exista qualquer tipo de influência por parte

do investigador.

Page 69: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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76

Semi-estruturadas - as perguntas são previamente formuladas mas

com liberdade suficiente para alterar a sua ordem, de acordo com o

entusiasmo do entrevistado e das suas respostas. De facto, não há uma

sequência rígida: o entrevistador vai seguindo as respostas que obtém,

podendo surgiras aspectos não considerados à partida. Ele pode também

clarificar o sentido das respostas colhidas, ou colocar questões que não

estavam no plano prévio (Ribeiro, 2005).

De facto, são os objectivos e o ambiente que ditam o tipo de entrevista.

Segundo Madeleine Grawitz (1993), o grau de liberdade concedida ao

entrevistado e o grau de profundidade de informação (no sentido de

quantidade de informação de acesso reservado) obtida são variáveis, no que

resultam entrevistas dominantemente informais, dominantemente formais ou

mistas. Para classificar o tipo de entrevista atende-se ao número de perguntas,

a sua ordem, a forma, a focagem dominante, o grau de interacção entre os

interlocutores e a facilidade de análise de respostas (Grawitz, 1993).

Na realidade, as questões que compõem o guião da entrevista devem

expressar claramente aquilo que o investigador pretende averiguar, pelo que é

aconselhável dedicar alguma atenção ao seu formato e ao modo de resposta.

A seleccionar o modelo das questões, o entrevistador deverá ter em

conta vários factores, tais como:

A natureza do conteúdo (se se vai tratar de factos, opiniões, atitudes,

etc);

O nível de especificidade e de profundidade pretendidos;

O grau de escolaridade do entrevistado;

O tipo de informação que o investigador pretende obter;

A avaliação do nível de motivação;

A extensão do conhecimento profundo da situação do entrevistado,

por parte do entrevistador;

O tipo de relação que o entrevistador espera desenvolver com o

entrevistado.

A reflexão sobre estes factores ditará um conjunto de questões que

podem ser directas ou indirectas, específicas ou gerais, concretas ou de

opinião, questão ou afirmação. No entanto, cada formato não deve ser

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77

considerado individualmente dado que uma mesma questão pode assumir

diferentes formatos simultaneamente.

É ainda de salientar que quanto menos claro for o objectivo das

questões, isto é, se elas forem indirectas, maior é a probabilidade de obter

respostas verdadeiras e abertas. Além disso, tanto as questões concretas

como as de opinião podem induzir respostas pouco verdadeiras pois, nem as

primeiras geram sempre respostas concretas, nem as últimas implicam,

necessariamente, opiniões honestas.

Na seguinte tabela, estão resumidos os tipos de respostas que se podem

obter, bem como as suas vantagens e desvantagens (Ribeiro, 2005):

Modo de resposta

Vantagens vs desvantagens

Estruturada vs não estruturada

A resposta não estruturada permite ao entrevistado

responde de um forma livre.

Os dados obtidos numa resposta não estruturada são

difíceis de codificar e de quantificar.

Fill-in

O entrevistado deve responder de imediato à questão,

mesmo que a resposta se limite a uma só palavra ou

frase.

Scaled

O entrevistado deve anotar a sua resposta sob a

forma de uma afirmação seleccionada de um conjunto

de alternativas que lhe são concedidas.

Os dados obtidos são fáceis de codificar.

Ranking

A resposta é dada sob a forma de uma classificação

ou ordenação de palavras ou afirmações.

Os dados obtidos são fáceis de codificar.

Checklist vs categorical

A resposta, no modo Checklist, é seleccionada de

entre um conjunto de alternativas apresentadas.

No modo de resposta categorical, existe um menor

número de alternativas disponíveis, o que leva à

obtenção de menor quantidade de informação.

Tabela 5 – Vantagens e desvantagens dos modos de resposta nas entrevistas.

A escolha do tipo de entrevista depende, naturalmente, do estudo em

causa.

Page 71: Vantagens e desvantagens do uso da informática

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78

É inevitável que, durante a entrevista o investigador se envolva na vida

do aluno, porque o seu trabalho baseia-se na conversa e na avaliação de

opiniões e valores. Por este motivo, é criado um clima de informalidade e

deduzida a distância entre os interlocutores, o que facilita a expressão livre do

aluno e que só é vantajoso para a investigação. Este carácter livre exige, por

parte do entrevistador, uma constante auto-análise do seu trabalho para

focalizar o diálogo nos seus objectivos (Almeida, 2004).

No início da entrevista há pouca informação partilhada entre

investigador e entrevistado e cada um sabe pouco acerca do outro. Segundo o

modelo de Joseph Luft e Harry Hingham, conhecido como “Janela de Johary”,

a entrevista tem como objectivo abrir a área livre dos dois interlocutores,

reduzindo assim a área secreta do entrevistado e a área cega do investigador

(Ferreira, 1998).

Como primeiro passo do investigador anular a área secreta, consiste em

fazer a sua apresentação, a apresentação do problema da pesquisa e da

explicação do papel destinado ao entrevistado, fazendo-o compreender do seu

importante papel na investigação: ele toma consciência da sua função e até

colabora com mais entusiasmo e interesse.

Visto que investigador e entrevistado estão na presença um do outro, é

necessário gerir a influência do primeiro sobre o segundo, as suas diferenças

(idade, género, sociais e culturais) e a sobreposição de canais de

comunicação.

É inevitável a assimetria entre os dois intervenientes, o que pode limitar

a sua comunicação uma vez que o entrevistado pode não colaborar

abertamente ou responder segundo o que pensa que o investigador deseja

que ele responda. Este facto pode ainda ser agravado se o entrevistador

induzir e/ou excluir respostas.

Quanto aos canais de comunicação, o entrevistador tem que ter

especial cuidado não só com o conteúdo e estruturação da entrevista, mas

também com a entoação dada na pergunta, a sua postura, a sua mímica, pois

pode influenciar as respostas (Ferreira, 1998).

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Para o correcto emprego desta metodologia de investigação é

necessário que o investigador tenha em conta três momentos: antes, durante e

depois da entrevista.

Antes da entrevista L1. Definir os objectivos a atingir – para afirmar à posteriori se estes

foram ou não alcançados e provar o sucesso do estudo.

L2. Construir o guião da entrevista – consiste em estruturar os

objectivos sob a forma de variáveis e operacionalizar estas em perguntas

adequadas, segundo uma ordem de acordo com as metas a atingir. Com base

no tipo de estudo, estudar as questões a colocar, questões essas que serão do

tipo fechado ou aberto, directo ou indirecto, específicas ou não específicas.

L3. Inferir acerca do modo de resposta: estruturada ou não, por

listagem, por escala, etc.

L4. Escolher os entrevistados – estes devem ser adequados aos

objectivos da entrevista. Pode-se escolher uma amostra intencional (com

informadores qualificados) ou feita aleatoriamente. No caso de uma

investigação qualitativa, o número de entrevistados deve ser pequeno.

L5. Preparar as pessoas a serem entrevistadas – é necessário informar

os entrevistados acerca dos resultados que se espera obter da entrevista

mostrar a razão de terem sido escolhidos, clarificando o seu importante papel

para a investigação em curso. É positivo para os resultados da investigação,

que os alunos saibam da importância do seu contributo: ao saberem, ficam

mais à vontade e tornam-se mais participativos.

L6. Marcar data, hora e local – consiste num investimento por parte do

investigador, já que garante a disponibilidade do entrevistado e demonstra

profissionalismo.

Durante a entrevista M1. Explicar o que somos e o que se pretende

M2. Escolher uma questão inicial que coloque o entrevistado no tema da

conversa. Estes momentos iniciais, em que se esclarecem objectivos e se

relembram as informações partilhadas no contacto prévio, são de extrema

importância porque propicia um ambiente de maior à vontade nos

intervenientes.

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M3. Obter e manter a confiança ao longo de toda a entrevista.

M4. Saber escutar: o entrevistador deve deixar que as respostas fluam

com naturalidade, sem pressões ou indução de opiniões, porque o que

interessa é o que o aluno tem a dizer. Devem-se respeitar as pausas e os

silêncios como parte da reflexão e questionar sem interromper a linha do

pensamento. Este comportamento demonstra um imperioso respeito pelo

aluno.

Determinante para o sucesso da investigação é a arte que o

entrevistador tem saber escutar e não cortar a palavra do entrevistado: deve

ser respeitado o tempo de adaptação, os silêncios, a sua forma de exprimir e

recorrer a perguntas de aquecimento.

M5. Manter o controlo com diplomacia

M6. Utilizar perguntas de aquecimento, sempre que as respostas

tendam a ser curtas e incompletas, e de focagem, caso aumente muito o fluxo

de informação.

M7. Evitar respostas do tipo Sim/Não, uma vez que o percurso

determinado não se deve basear uma abordagem puramente técnica.

M8. Adoptar uma postura de neutralidade e aceitar todas as respostas

sem expressão facial, para que o entrevistado não pense que está a dizer algo

de “errado” e para que não haja qualquer tipo de influência, isto é, para que o

inquirido não tente responder ao que acha que o entrevistador quer.

M9. Mostrar interesse e vontade de saber mais detalhes, até para

clarificar contradições.

M10. Enquadrar as perguntas melindrosas ou, se possível, evitá-las.

No início do contacto entre os interlocutores, é conveniente sintetizar o

trabalho a ser realizado, escolhendo uma questão inicial motivadora da

“conversa”. Este momento é crucial na determinação de um clima de

(des)confiança que se reflectirá ao longo da entrevista.

M11. O entrevistador deve dominar totalmente o assunto que está a

investigar.

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Depois da entrevista N1. Registar as observações sobre o comportamento do entrevistado

utilizando, por exemplo um gravador, para que o centro das atenções do

investigador não seja o registo das respostas, mas sim o conteúdo da

conversação.

N2. Registar as observações sobre o ambiente em que decorreu a

entrevista. Estes registos são muito importantes para avaliar a autenticidade

das respostas segundo o grau de liberdade concedido.

N3. A análise dos resultados é um processo moroso e que exige

transcrição da entrevista, agrupamento de unidades com significado

semelhante e eliminação de redundâncias. Esta etapa permite uma melhor

compreensão de todo o estudo e, por vezes, obriga à formulação de nova

estratégia de amostragem e técnica de recolha de dados.

N4. O trabalho finaliza com o sumário das conclusões mais relevantes.

Um aspecto que o investigador deverá ter em conta é com a

parcialidade das respostas, que poderá comprometer a validade do estudo. As

conclusões e generalizações de todas pesquisas, qualquer que seja o seu

tamanho, são condicionadas em termos de validade e fiabilidade.

Embora a escolha da entrevista como metodologia de investigação

dependa sobretudo dos objectivos do estudo, ela apresenta diversas

vantagens, tais como:

O1. Promove uma relação interactiva entre os interlocutores,

influenciando-se reciprocamente.

O2. Permite aprofundar questões e duvidas porque a interacção é

directa, ou seja, a resposta é imediata.

O3. É passível de ser aplicada em qualquer assunto e por qualquer

pessoa.

O4. Podem-se registar comportamentos e atitudes do entrevistado.

O5. É particularmente interessante porque se geram informações mais

pessoais e permite focar assuntos pessoais, que através de outras

metodologias não teriam tão bons resultados.

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A entrevista pode ainda ser considerada como método de ensino –

aprendizagem porque, por vezes, os próprios alunos esclarecem dúvidas, ou

seja, ultrapassa os limites de um método unicamente de recolha de dados.

Mas não é uma metodologia de investigação “perfeita” … Apresenta,

indubitavelmente, as suas limitações:

O potencial de generalização é reduzido, pois os resultados pertencem

somente ao sector restrito onde foram recolhidos.

A subjectividade, parcialidade e influência do entrevistador são fatais e

impossíveis de anular, dado o carácter directo de recolha de dados.

É uma metodologia que assenta, em grande parte, nas habilidades e

qualidades do entrevistador.

O que as pessoas dizem que fazem não é o mesmo que elas fazem

ou que pretendem fazer consciente ou subconscientemente.

É restrita a pequenos Universos.