Este documento descreve um estudo sobre o uso de software de modelagem molecular no ensino de química. O estudo avaliou estudantes antes e depois de uma atividade de modelagem para identificar evidências de internalização de conceitos. Os resultados mostraram um aumento na habilidade de visualização molecular e compreensão dos conceitos após a atividade de modelagem.

1. Modelagem Molecular no Ensino de
Química: resultados preliminares de
uma análise gestual
Doutoranda: Adriana de Farias Ramos – IFRS/POA
Orientador: Agostinho Serrano – ULBRA/RS
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática
Universidade Luterana do Brasil – ULBRA/RS

2. INTRODUÇÃO
• A literatura na área de Ensino de Ciências e da Educação Química tem
documentado as dificuldades de aprendizagem de estudantes do ensino
médio (ROGADO, 2004; CASTILHO et al., 1999; SILVA et al., 2003);
• A compreensão de muitos conceitos da química, como a estereoisomeria
e outros, está relacionada com a habilidade de visualização (LOCATELLI,
2011);
Partimos das seguintes premissas:Partimos das seguintes premissas:
CASTILHO, Dalva Lúcia; SILVEIRA, Katia Pedroso; MACHADO, Andréa Horta. As Aulas de Química como Espaço de
Investigação e Reflexão. Química Nova na Escola, Nº 9, 1999.
LOCATELLI, Solange Wagner. Análise da manifestação de elementos de metavisualização na aprendizagem de Química.
Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo. Faculdade de Educação. São Paulo, 2011.
ROGADO, James. A Grandeza Quantidade de Matéria e sua Unidade, o Mol: algumas considerações sobre dificuldades de
ensino e aprendizagem. Ciência & Educação, v. 10, n. 1, p. 63-73, 2004.
SILVA, Shirley Martim da; EICHLER, Marcelo Leandro; DEL PINO, José Cláudio. As Percepções dos Professores de Química
Geral sobre a Seleção e a Organização Conceitual em sua Disciplina. Quim. Nova, Vol. 26, No. 4, 585-594, 2003.

3. • O desenvolvimento de habilidades visuoespaciais contribui para a melhor
compreensão de modelos e da estrutura tridimensional das moléculas,
facilitando a compreensão de outras propriedades dependentes da
geometria molecular (WU et al., 2001);
• A modelagem, em situações didáticas, tem sido proposta como uma
metodologia-alvo para o ensino de ciências, em especial na matemática,
física e também na química.
Partimos das seguintes premissas:Partimos das seguintes premissas:
INTRODUÇÃO
WU, Hsin-Kai., KRAJCIK, Joseph S., & SOLOWAY, Elliot. (2001). Promoting understanding of chemical representations:
students’ use of a visualization tool in the classroom. Journal of Research in Science Teaching, 38(7), 821-842.
doi:10.1002/tea.1033.

4. Objetivo Geral
•identificar de que forma o uso de um software de
modelagem molecular permite que o estudante possa
internalizar o conteúdo da simulação a fim de melhor
responder aos desafios da modelagem molecular no
ensino de química.
Como e de que forma são internalizadas as
representações utilizadas durante a atividade de
modelagem molecular no conteúdo de análise
conformacional e estereoquímica?
INTRODUÇÃO
Conhecimento internalizado Habilidade visuoespacial
Aptidão para modelagem Molecular

5. DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE
• Pré-teste individual;
• Entrevista individual do Pré-teste(VAN
SOMEREN et. al., 1994);
• Modelagem Computacional em dupla;
• Pós-teste Individual;
• Entrevista individual do Pós-teste.
VAN SOMEREN, Maarten W.; BARNARD, Yvonne F.; SANDBERG, Jacobijn A. C. The Think Aloud Method: a practical guide to
modeling cognitive processes. Disponível em: ftp://akmc.biz/ShareSpace/ResMeth-IS-Spring2012/Zhora_el_Gauche/Reading
%20Materials/Someren_et_al-The_Think_Aloud_Method.pdf, 1994. Acesso em 30/07/2012.

6. Explique o que é estereoisomeria (cis/trans)
como se estivesse explicando para um colega
de classe. Explique se é possível a rotação em
torno da ligação dupla para a conversão da
forma cis em trans e vice-versa.
Utilize exemplos, gráficos, desenhos de
moléculas ou qualquer mecanismo que achares
importante ou necessário para justificar a tua
resposta.
Pré-teste e pós-teste

7. Modelagem Computacional
Imagens das
simulações de
modelagem
molecular utilizando
o software Spartan,
versão 8.0

8. Entrevistas no Pré-teste e pós-
teste
O público-alvo foram
estudantes do primeiro
semestre do Curso
Técnico em Química do
IFRS – Campus POA

9. Metodologia de Análise dos
Resultados
A análise de conteúdo das entrevistas foi feita de forma simultânea com a
imagem de vídeo e o objetivo era identificar padrões de resposta
(Monaghan & Clement, 1999) que pudessem ser vinculados à internalização
do conhecimento propiciada pelo manuseio do software de modelagem
molecular.
Para tentarmos responder se há evidências de internalização de conhecimentos,
buscamos categorizar as possíveis evidências como segue:
Relatos de Imagens (RI): o estudante explicita efetivamente que está
imaginando a molécula ou o fenômeno em foco;
Referência à Percepção (RP): ocorre quando o estudante se refere a algo
claramente imaginado na FALA, quando se refere a algo implicitamente tomado
como imaginado na fala;
Gestos Retratados (GR): o estudante faz gestos específicos que indicam
movimentos de objetos no espaço.
MONAGHAN, James M.; CLEMENT, John. Use of a computer simulation to develop mental simulations for understanding
relative motion concepts. Int. J. Sci. Educ., 1999, Vol. 21, Nº. 9, 921– 944.

10. Apresentação dos Resultados
Pré-Teste Pós-Teste
Relatos de Imagens (RI) 19 33
Referência à Percepção (RP) 24 31
Gestos Retratados (GR) 34 39
Comparativo com o número total de eventos observados no pré-teste e pós-teste, nas
categorias relatos de imagem, referência à percepção e gestos retratados
O aumento de eventos RI foi de 73%, evidenciando internalização de conhecimentos.

11. Apresentação dos Resultados
• Estudantes do grupo 1: apresentou alguma dificuldade de
visualização das moléculas;
• Estudantes do grupo 2: demonstrou facilidade de visualização
desde o pré-teste.
Grupo 1
 Pequeno aumento no conhecimento implícito;
 Aumento em RP e GR;
 Quanto maior a dificuldade de visualização, mais GR no
pós-teste.
Grupo 2
 Tendência à diminuir eventos relacionados ao
conhecimento implícito (RP e, principalmente, GR);
 Por não ter dificuldades de visualização, começam a
modelar;

12. Considerações
• É premissa básica de compreensão dos conteúdos químicos de
diversos níveis de aprofundamento e complexidade estes serem
capazes de compreender e manipular mentalmente configurações
das moléculas;
• A visualização é condição necessária à modelagem molecular, como
uma atividade com profundos ganhos didáticos;
• Uma vez que a visualização foi assimilada, estas habilidades
específicas se incorporam à estrutura cognitiva do estudante como
scripts, liberando memória de trabalho;
• Com isso, pode-se construir no estudante a compreensão do papel
da energia molecular e das barreiras energéticas rotacionais para o
fenômeno de estereoquímica cis-trans em alcenos.

13. Referências
• CASTILHO, Dalva Lúcia; SILVEIRA, Katia Pedroso; MACHADO, Andréa Horta. As Aulas de
Química como Espaço de Investigação e Reflexão. Química Nova na Escola, Nº 9, 1999.
• ROGADO, James. A Grandeza Quantidade de Matéria e sua Unidade, o Mol: algumas
considerações sobre dificuldades de ensino e aprendizagem. Ciência & Educação, v. 10, n. 1,
p. 63-73, 2004.
• SILVA, Shirley Martim da; EICHLER, Marcelo Leandro; DEL PINO, José Cláudio. As Percepções
dos Professores de Química Geral sobre a Seleção e a Organização Conceitual em sua
Disciplina. Quim. Nova, Vol. 26, No. 4, 585-594, 2003.
• LOCATELLI, Solange Wagner. Análise da manifestação de elementos de metavisualização na
aprendizagem de Química. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo. Faculdade
de Educação. São Paulo, 2011.
• MONAGHAN, James M.; CLEMENT, John. Use of a computer simulation to develop mental
simulations for understanding relative motion concepts. Int. J. Sci. Educ., 1999, Vol. 21, Nº.
9, 921– 944.
• VAN SOMEREN, Maarten W.; BARNARD, Yvonne F.; SANDBERG, Jacobijn A. C. The Think
Aloud Method: a practical guide to modeling cognitive processes. Disponível em:
ftp://akmc.biz/ShareSpace/ResMeth-IS-Spring2012/Zhora_el_Gauche/Reading
%20Materials/Someren_et_al-The_Think_Aloud_Method.pdf, 1994. Acesso em 30/07/2012.
• WU, Hsin-Kai., KRAJCIK, Joseph S., & SOLOWAY, Elliot. (2001). Promoting understanding of
chemical representations: students’ use of a visualization tool in the classroom. Journal of
Research in Science Teaching, 38(7), 821-842. doi:10.1002/tea.1033.