Vantagens e desvantagens do uso da informática
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Vantagens e desvantagens do uso da informática Vantagens e desvantagens do uso da informática Document Transcript

  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química2. REVISÃO DA LITERATURA2.1. 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 formaimperativa para que o sistema possa responder às necessidades. De facto,elas tornaram-se uma realidade desde as grandes multinacionais às pequenasempresas, das instituições públicas aos estabelecimentos de ensino e até àsnossas casas. As TIC são um instrumento para a educação e a formação ao longo davida porque dão acesso a conhecimentos e oferecem possibilidades desoluções individuais. De facto, quando a educação e a formação se baseiamnas TIC é possível escolher estudar num lugar onde é possível combinarestudos com outras obrigações. Uma das características básicas das TIC é o facto de um único meioelectrónico de comunicação suportar todo o tipo de informação, desde ostradicionais documentos de texto, a análises matemáticas e financeiras,passando por imagens, som e vídeo. No entanto, esta multiplicidade deconceitos, técnicas, equipamentos e programas pode tornar as TIC numobstáculo difícil de transpor, para alguns. Nestes casos caberá à escola reduziras diferenças culturais e possibilitar a utilização de recursos tão importantes emquase 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 conjugardiferentes programas e métodos de educação e formação. Ao nível do ensino, podem-se destacar ainda duas vantagens no usodestas tecnologias: - O contexto pessoal, ou seja, a forma como professores e alunos usamo computador independentemente da sua relação pedagógica. Neste caso, asvantagens dos computadores compreendem a rapidez de execução de tarefas, 8
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaa facilidade de pesquisa de inúmeros assuntos, a possibilidade de formação àdistância, partilha de experiências, entre outras. - O contexto educativo, incluindo o contexto da aula e o contexto darelação pedagógica fora da sala de aula. Aqui as vantagens assentam napossibilidade de interacção diferenciada que o professor estabelece com osalunos perante o uso de um determinado software educativo, na comunicaçãoà distância (e-mail), etc (Paiva, 2002 a). Se é verdade que a função da escola é educar os futuros cidadãos, asTIC deverão ajudar a pôr em prática os princípios de uma escola democrática:igualdade de oportunidades, formação crítica dos futuros cidadãos e adaptaçãodas crianças à sociedade. A principal vantagem do multimédia e do hipermédia em educação é quefacilitam a concretização de diversos objectivos pedagógicos. A forma detrabalhar numa sala de aula transforma-se totalmente com a sua aplicação,uma vez que é mais do que um conjunto de ferramentas poderosas eatraentes. O ensino das ciências, sobretudo, é positivamente alterado efacilitado com as TIC. Para a total compreensão de um conteúdo o professor deve apostar emabordagens, assentes em metodologias tão diferentes quanto possível:narração, exposição, investigação, experimentação, simulação, etc. Destaforma, e devido aos vários ritmos de aprendizagem dos alunos, o professorconseguem atingir e sensibilizar um maior número de alunos. Uma abordagemmúltipla permite também que o próprio professor enfrente diversas formas decompreensão do mesmo assunto. As TIC enriquecem os tradicionais processos de ensino aprendizagem jáque proporcionam aos alunos e professores ambientes de aprendizagem maisparticipada e fomentam a tomada de decisões sobre o que se quer aprende eensinar. 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 9
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaexploração. Estes últimos proporcionam trabalho de grupo aproveitando aInternet. Uma sala de aula com computadores ligados em rede é também umóptimo meio de trabalho em grupo, e promove a construção do saber nuprocesso 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, nãobasta o oferecimento de equipamento informático às escolas. Mais do que isso,todos os participantes da actividade educativa (alunos, pais, professores eautarcas) se devem integrar no projecto da introdução das TIC na escola. Com a chegada de tantos computadores às escolas vão ser criadasintranets (redes locais), exigindo obras nos respectivos edifícios. Todo oequipamento 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 emtermos de tipologia, quer em termos de quantidade. Deve-se estabelecer ummínimo e um “desejável” para uma escola dinâmica, nível este determinadopela natureza dos projectos educativos e pelo número de alunos e professoresenvolvidos. No entanto, mais do que estes projectos, será a formação deprofessores e a integração das TIC no currículo que irá determinar a suautilização. De facto, em Portugal têm sido feitos progressos no fornecimento deequipamento informático às escolas e na formação especializada dosprofessores. Ao mencionar equipamento informático de uma escola, engloba-secomputadores, periféricos indispensáveis, redes cliente-servidor, bem como arespectiva assistência técnica e manutenção (garantidas por contratos entreescolas com empresas de hardware). Além disso, todo o pessoal, mesmo onão docente, deverá estar preparado com formação profissional com perfiltécnico. A integração das TIC nas escolas conta ainda com obstáculospedagógicos. Em primeiro lugar, saber utilizar uma máquina não significa que 10
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicajá se saiba transformá-la numa ferramenta pedagógica. Além disso, produtosmultimédia muito originais não implica que sejam ferramentas que permitamredescobrir o prazer de aprender. Deve salientar-se também que a integração das TIC não garante por sisó eficácia pedagógica. Ou seja, não só existem produtos multimédia que sãomaus produtos pedagógicos, como também há muito bons produtos multimédiamas cujas utilizações pedagógicas são péssimas. A escola pode usar produtos multimédia que não tenham sidoconstruídos a pensar exclusivamente no ensino, desde que eles apresentemqualidade estética e coerência lógica. Aliás, a implementação das TICpressupões que a formação de professores seja muito rigorosa: mais do quesaber manipular computadores, eles deverão ser capazes de reflectircriticamente sobre as TIC e a sua utilização pedagógica. Muitos produtos nãosão mais do que bonitas embalagens com velhos conteúdos e velhaspedagogias; o que é importante é que se analise de forma crítica aspossibilidades de aprendizagem das TIC. Os produtos multimédia são extremamente sedutores na medida em quereúnem em simultâneo imagem, cor, som, animação e efeitos visuais esonoros, embora se deva ter em atenção o seu uso. Para todos os alunos, no entanto, a utilização planeada e ponderadapermite (Correia, 2003 a): 1 – Desenvolver uma competência de trabalho em autonomia porque osalunos dispõem desde muito novos a uma vasta variedade de ferramentas deinvestigação; 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 nãoestão muna única fonte. Se o aluno não for capaz de seleccionar, asinformações 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. 11
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 2.1.2. Potencialidades e limitações pedagógicas das TIC Apresentam-se abaixo algumas das reconhecidas potencialidades dasTIC (Almeida, 2004), (Wild, 1996).A1. Ajuda o aluno a descobrir o conhecimento por si: é uma forma de ensinoactivo em que o professor ocupa um lugar intermédio ente a informação e osalunos, apontando caminhos e avivando a criatividade, a autonomia (pois égrande a variedade de fontes de informação e têm que escolher) e opensamento crítico. Existe uma grande relação reflectiva e interventiva entre oaluno e o mundo que o rodeia.A2. Promove o pensamento sobre si mesmo (metacognição), a organizaçãodesse pensamento e o desenvolvimento cognitivo e intelectual, nomeadamenteo raciocínio formal.A3. Impulsiona a utilização, por parte de professores e alunos, de diversasferramentas 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 estádisponível de forma rápida e simples.A7. Proporciona a interdisciplinaridade.A8. Permite formular hipóteses, testá-las, analisar resultados e reformularconceitos, pelo que estão de acordo com a investigação científica.A9. Possibilita o trabalho em simultâneo com outras pessoas geograficamentedistantesA10. Propicia o recurso a medidas rigorosas de grandezas físicas e químicas eo controlo de equipamento laboratorial (sensores e interfaces).A11. Cria micromundos de aprendizagem: é capaz de simular experiências quena realidade são rápidas ou lentas demais, que utilizam materiais perigosos eem condições impossíveis de conseguir.A12. A aprendizagem torna-se de facto significativa, dadas as inúmeraspotencialidades gráficas.A13. Ajuda a detectar as dificuldades dos alunos.A14. Permite ensinar através da utilização de jogos didácticos. 12
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Mas as tecnologias apresentam igualmente uma “lista” de limitações dasua utilização, a citar:B1. As barreiras às inovações tecnológicas que naturalmente surgem nasescolas, conservadoras por natureza, pelo que necessitam de acções desensibilização às inovações. A escola terá que interiorizar que já não é o únicomeio de transmissão de conhecimentoB2. Escassez de software de elevada qualidade técnica e pedagógica. Aprodução deste material implica um trabalho colaborativo de pedagogos eprogramadores.B3. O grande número de alunos, que por dificuldades económicas, nãopossuem computador.B4. A falta de formação inicial e contínua dos professores para o uso dastecnologias e respectivo aproveitamento pedagógico. Muitas vezes osprofessores não gostam das tecnologias, não se sentem confortáveis aempregá-las, pelo que não as usam nem incentivam a usá-las.B5. A falta de conhecimento sobre o impacto do uso das TIC no contextoeducativo.B6. A escassez de tempo, que é indispensável na aprendizagem dastecnologias e na preparação das aulas.B7. A utilização inadequada de muito material tecnológico, tido comopedagogicamente enriquecedores.B8. A ausência de sites específicos para todos os conteúdos, promovendo anavegação livre pela Internet.B9. Altera-se a relação professor/aluno: torna-se muito mais distante porque otrabalho 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: oimportante é que hajam objectivos bem definidos e coordenação de modo quetodas as iniciativas estejam subordinadas a um Projecto Educativo. Uma 13
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicapedagogia de projecto é muito mais eficaz porque em vez de umaaprendizagem técnica utilizam-se as tecnologias tendo em vista um objectivo. De facto, para o total aproveitamento das suas vantagens, as TICnecessitam de planeamento adequado, de uma estratégia educativa centradano aluno, de professores correctamente formados e actualizados e de umaescola receptiva às inovações (Almeida, 2004). A inserção das tecnologias é problemática e constitui um desafio paraescolas e professores. Estes têm evidente dificuldade em aplicar osconhecimentos adquiridos sobre as TIC na prática lectiva, devido às mudançasque implicam para essas mesmas práticas. As TIC são mais do que veículosde informação, ferramentas ou instrumentos educacionais: possibilitam novasformas de ordenação da experiência humana, com múltiplos reflexos na áreacognitiva e nas acções práticas, ao possibilitar novas formas de comunicação eprodução de conhecimento, transformando a consciência individual, napercepção do mundo, nos valores e nas formas de actuação pessoal. Os professores reconhecem que a escola está desactualizada emrelação à sociedade e que os alunos estão cada vez mais desinteressadospelas actividades escolares tradicionais. Por estes motivos, tentam introduzir astecnologias nas práticas educativas, embora não tenham conhecimentoprofundo do seu potencial pedagógico. Assim, a inserção das tecnologiaslimita-se, em muitos casos, a evidenciar o seu carácter atractivo, sem que setoquem questões – chave dos processos pedagógicos, como o currículo, aavaliação, a relação professor – aluno, as novas formas de aprender econstrução do conhecimento (Correia, 2003 a), (Paiva, 2002 c). Uma vez que o tipo de actividades está centrado no aluno e nodesenvolvimento das suas competências, o papel do professor altera-se, sendonecessários professores com um perfil diferente do tradicional. Estes devemser capazes de decidir qual a melhor metodologia que se adapta aos objectivosda aprendizagem a realizar e como utilizar as TIC e identificar as metodologiasadequadas para as integrar no ensino. A metodologia é baseada naparticipação dos alunos e, por isso, o professor deixa de deter e avaliar oconhecimento, para facilitar e motivar a aprendizagem. Ele terá como função 14
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaproporcionar experiências diversas visando o desenvolvimento dascompetências desejáveis: promover discussões, disponibilizar acesso àinformação, promover experiências de aprendizagens diversificadas, etc. O novo professor assume funções pedagógicas, necessariamente, masdeverá ser também coordenador e gestor de recursos e preparador deequipamentos. Assim, é necessária a formação técnica ao nível dasferramentas e instrumentos – competência técnica – mas também a aquisiçãoe desenvolvimento de novas competências didácticas e pedagógicas. (Brás,2003). A importância das escolas portuguesas estarem ligadas à Internet residena promoção do acesso às tecnologias em si e à infra-estrutura decomunicação, tornando-as um novo espaço aberto a interacções não lineares.Doutro modo, a escola transforma-se num ponto articulador da produção deconhecimentos, cultura, do estabelecimento de relações e de dinâmicas deaprendizagem. A Internet possibilita à escola fazer parte de uma comunidademais vasta, de uma rede educacional, onde os limites espaciais e temporaissão relativos e dá-se origem a um universo em que o real se (con)funde com ovirtual, e os limites são os da comunicação em rede. Apesar de todos os avanços tecnológicos, é na dinâmica pedagógicaque a estrutura escolar tem dificultado as inovações, uma vez que a suadimensão ainda é tradicional. A implementação de um trabalho colectivo e acriação de outras formas de gerir tempos, espaços e conteúdos é, por isso,muito dificultada, reforçando a imagem de que a escola está ultrapassada emrelação aos espaços e tempos exteriores a ela. Para que este novo e inovador estilo de aula seja implementado, oprofessor deve saber manusear o computador e perceber as potencialidadesdas tecnologias para a transformação das práticas pedagógicas. É precisoperceber como as TIC criam novos espaços colaborativos e interactivos deaprendizagem. Ou seja, é necessário uma mudança de atitudes, deconcepções, novas aprendizagens e novas formas de aprender. É a formaçãoinicial que tem a responsabilidade de preparar os professores para um espíritode abertura à mudança permanente, de fomentar o gosto pela aprendizagem 15
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicacontínua e de receptividade à inovação e renovação pedagógica (Bonilla,2002). Como os currículos escolares estão organizados por disciplinas, astecnologias acabam enquadradas numa disciplina (Programa das TIC, 2003).Esta organização, conjugada com a forma de distribuição dos tempos dosprofessores, dificulta o trabalho conjunto e a proposta de outras formas deorganização curricular. Além disso, quando são promovidas actividadesdiversificadas, mantém-se a ideia de que as TIC são apenas ferramentas paratornar o trabalho da sala de aula mais atractivo, pelo que os projectos de usodas tecnologias são vistos como um trabalho separado do desenvolvido na salade aula. Assim, a inserção das TIC no quotidiano escolar deve ser no sentidode fortalecer e articular um conjunto de acções mais continuadas. De facto, otrabalho cooperativo é promovido, a relação professor - aluno torna-se menoshierárquica, os alunos interferem mais na aula uma vez que os temas sãoactuais e têm acesso à Internet, extrapolando o limite da sala de aula e osconteúdos disciplinares (Correia, 2003 a). Ainda não é clara a diferença entre usar as tecnologias de informação ecomunicação e a sua integração curricular. Usar curricularmente astecnologias, pode implicar utilizá-las para os mais diversos fins, sem umpropósito claro e exclusivo de aprender um conteúdo. Por outro lado, essaintegração curricular implica o seu uso para aprender um conceito ou umprocesso numa determinada disciplina curricular. Trata-se de valorizar aspossibilidades didácticas das TIC com objectivos e fins educativos; ao integrá-las no currículo significa aprender através delas mais do que aprendê-las. Deuma 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 dopróprio currículo, para apoiar uma disciplina ou conteúdo; são ferramentas queestimulam a aprendizagem, pelo que se tornam “invisíveis” perante professor ealunos pois estes aproveitam o que elas têm de mais proveitoso. Mas quandose fala em integração da tecnologia ao currículo, o centro é a tecnologia: 16
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaaprender as TIC aparece como foco de atenção, sem objectivo curricular deaprendizagem. Currículo é tudo o que se considera conveniente desenvolver na práticaeducativa e implica todos os aspectos relativos ao ensino e aprendizagem; umconjunto de resultados de aprendizagem e princípios e concepções didácticasque se implementam na prática. Integração curricular inclui… Não é integração curricular de TIC… C1. Utilizar para planificar estratégias para C7. Colocar computadores na sala sem facilitar a construção do aprender; preparar os professores para a sua integração; C2. Usar as tecnologias na aula; C8. Levar os alunos à sala de informática sem C3. Usar as tecnologias para apoiar as um propósito curricular claro; turmas; C9. Substituir 30 minutos de leitura por 30 C4. Usar as tecnologias como parte do minutos de trabalho com o computador em currículo; temas de leitura; C5. Usar as tecnologias para aprender um C10. Proporcionar trabalho com enciclopédias, conteúdo de uma disciplina; folhas de cálculo ou processadores de texto, C6. Usar software educativo numa sem um objectivo definido; disciplina. 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 naaprendizagem das TIC. O objectivo é vencer o medo e descobrir aspotencialidades. Uma vez que é uma fase de iniciação, o seu uso não implicafins educativos. 2. Uso – implica o conhecimento e utilização nas mais diversas tarefas,sem um propósito curricular definido. Professores e alunos adquirem culturainformática e usam as tecnologias para preparar aulas, apoiar tarefasadministrativas. Usam-se as tecnologias mas o propósito não é o maisrelevante pois não servem para uma necessidade de aprendizagem, emboraseja certo que apoiam as necessidades educativas. 17
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 3. Integração – consiste em integrá-las no currículo para um fimeducativo específico e um propósito explícito na aprendizagem. Os alunosusam software educativo que simula diversos cenários, manipulam ema sériede variáveis. As TIC são incorporadas e integradas pedagogicamente na aula.No entanto, o objectivo principal é a aprendizagem e assim a tecnologia em sideve passar despercebida. A complexidade destes três níveis podem ser representadosgraficamente, em função do tempo, da seguinte forma: complexidade integração uso Figura 1 - níveis para a integração curricular das TIC aprendizagem em função do tempo. tempo 2.1.3.1. Integração de TIC no Ensino básico A reorganização curricular do ensino básico integra as TIC e consideraque a sua utilização deverá ter uma forma transversal, ao lado do domínio dalíngua e da valorização da dimensão humana do trabalho. É por este motivoque as TIC passam a ter presença na acção pedagógica em todas as áreasdisciplinares e áreas curriculares não disciplinares. A finalidade da nova disciplina de TIC, no 9º ano, é promover a utilizaçãogeneralizada, autónoma e reflectida das tecnologias e pretende ser uma mais-valia na formação dos alunos, promovendo as suas capacidades e aptidõespara pesquisar, gerir, tratar e difundir informação. Com esta disciplina, oMinistério da Educação, tem o objectivo de desenvolver competências básicase criar condições para o aluno produzir os seus próprios materiais, investir nasua aprendizagem ao longo da vida e, ao mesmo, tempo, ter acesso a 18
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicacertificações externas consequentes das exigências do mercado de trabalho efazer face aos desafios da globalização. Assim, um dos objectivos daintegração do ensino das TIC é preparar os jovens com competências mínimaspara pertencer ao mundo do trabalho, caso cumpram apenas a escolaridadeobrigatória. Segundo o ex-Ministro David Justino, “o importante é que ocomputador não seja apenas uma máquina de escrever ou de calcular, as quese tire dele o maior proveito ao nível das ferramentas de trabalho para que osjovens possam ganhar competências profissionais. E isso só será possívelatravés do ensino.” (TIC, 2005) (Presença das TIC, 2004). Ao longo do ensino básico os alunos devem realizar as suasaprendizagens com as TIC e sobre as TIC. No final desse percurso deescolarização, os alunos deverão, pelo menos, saber utilizar as TIC de formaadequada. Dado o carácter transversal das novas tecnologias da informação ecomunicação, a sua integração no currículo do ensino básico pressupõe quevenham a existir conteúdos digitais adequados aos vários ciclos (incluindo aeducação pré-escolar). 2.1.3.2. Integração de TIC no Ensino Secundário Neste nível de ensino procura-se inteirar saberes e competências nodomínio das TIC que permitam oferecer aos alunos a formação necessária auma sociedade de informação e conhecimento. Esta integração faz-se à custada promoção e domínio das ferramentas de informação e comunicação. Deste modo, os programas disciplinares devem incorporar as TIC a nívelde conteúdos e ao nível do seu desempenho, enquanto ferramentas deensino/aprendizagem. A integração das TIC assume diferentes configurações, conforme asdisciplinas: - 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; 19
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química - 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 etransversal do uso das TIC, que permitam a consolidação de um conjunto decompetências básicas. 2.1.4. Software Educativo A integração das tecnologias até à década de 80 era perspectivada sobtrês pontos de vistas. Como “tool” (programas do tipo processador de texto,folhas de cálculo ou bases de dados facilitam as actividades diária, científica edocente), “tutor” e “tutee” (ajuda o aluno a participar na sua aprendizagem,fomenta a metacognição, confronto das ideias alternativas do aluno com asideias da escola, etc). Alguns educadores advogavam o seu uso comoferramentas (folhas de cálculo, processadores de texto), os que o viamessencialmente como auxiliares de ensino (tutoriais, simulações, exercícios) eos que acreditavam que o seu potencial se encontrava na programação. Noentanto, cada uma destas utilizações tinha o seu lugar. Como o mundo está emconstante mudança, não é possível confinar os objectivos da educação aconhecimentos ou competências específicas. A ênfase deverá ser colocada emoutras capacidades como o aprender a aprender, que ajudará os cidadãos, nofuturo, a lidar com as inevitáveis mudanças. O conhecimento, em rápidadesactualização, implica o desenvolvimento de estratégias metacognitivas e aaposta na formação contínua. Trata-se de formar pessoas preparadas para anova sociedade, a Sociedade da Informação. Trata-se de formar nãoconhecedores mas aprendedores (Pereira, 2003). 20
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Conhecedor Aprendedor Consulta a informação do passado. Projecta a informação no futuro. Acomoda e armazena factos e conceitos Aplica e experimenta o conhecimento. sem os relacionar. Cria e elabora redes conceptuais. Aplica os conhecimentos em problemas Cria soluções específicas para cada específicos. problema. Modifica os estímulos externos para se Modifica a compreensão para explicar os adaptarem à compreensão. estímulos. È passivo, espera que lhe chegue a É pró-activo – procura avidamente novas informação. experiências. Tabela 2 – Diferenças entre alunos “Conhecedores” e “Aprendedores” Proporcionar experiências de aprendizagens onde o aluno possaexperimentar e aplicar o conhecimento é proporcionar a construção doconhecimento pelo indivíduo. Interagindo com o mundo que o rodeia, constrói,testa e refina representações cognitivas de modo a compreender esseuniverso. Para muitos educadores não é possível construir um currículo quereflicta características construtivistas sem as tecnologias. As metodologiasconstrutivistas assentam em alguns preceitos fundamentais: - Dar relevo a competências ancorando-as em experiências deaprendizagem significativa, autêntica e altamente visuais. - Desempenho de um papel activo por parte dos alunos em actividadesinteractivas e problemas motivantes. - Ensinar os alunos a trabalhar em conjunto na resolução de problemasquer em grupo quer em actividades de colaboração. - Ênfase na motivação com actividades motivadoras (Brás, 2003). Nomeadamente nas Ciências Físico-Químicas, o uso do computadortem sofrido algumas evoluções. Se os primeiros eram usados nos cálculoscientíficos (simulações, análise numérica, etc.) e como auxiliares deelaborações teóricas, hoje eles são usados em tempo real na aquisição dedados e como controladores de experiências. Salienta-se o uso cada vez maisfrequente de sistemas periciais quer na investigação, quer no ensino. No 21
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaentanto, a investigação faz-se no sentido da miniaturização, rapidez earquitectura dos computadores. Em Físico-Química algumas das funcionalidades dos computadores sãoas seguintes:D1. Controlo de Experiências: uma grande parte dos aparelhos laboratoriaistem 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 computadorno controlo de experiências com elevada precisão e de onde se tira partido daspotencialidades do computador (rapidez de cálculo, grafismo, etc).D3. Modelação e Simulação: a elaboração de modelos conceptuais ajuda nacompreensão dos fenómenos naturais. Não devem ser esquecidas as suaslimitações e o papel fundamental do professor na sua utilização. É importantesalientar que uma simulação em computador não substitui a experiêncialaboratorial; como as suas potencialidades são diferentes, a sua utilização deveser complementar.D4. Armazenamento de informação: a utilização dos computadores como basede dados é extremamente vantajosa, bem como os programas que permitemtrabalhá-las. (ex: bases de dados de espectros de massa, IV, e ressonânciamagnética, Chemical Abstracts, etc).D5. Resolução de Problemas: existem programas importantes para aelucidação de estruturas e síntese de compostos complexos.D6. Representação gráfica de dados e estruturas: a importância dos gráficosestá 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 éaproveitada 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 oexercício de certas habilidades. Quando bem elaborado e adequado, pode serum óptimo auxilio de treino. Uma das suas grandes vantagens é a grandeinteracção entre utilizador e programa, porque requer a resposta frequente do 22
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaaluno, oferece feedback imediato e explora as características gráficas esonoras do computador. Com este tipo de programa, o professor fica munidode uma imensidão de exercícios com diferentes graus de complexidade. Se osoftware, além de apresentar o exercício, recolher as respostas, o professorverifica a performance do aluno, embora seja impossível avaliar as causas doserros. 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 nãotenham sido desenvolvidas com fim educacional podem ser usadas emdiversas disciplinas.D10. Jogos: Apesar promoverem a aprendizagem, pretendem ser divertidos.Estes jogos são normalmente executados sob o comando de um conjunto deregras bastante claras e há sempre um vencedor, mesmo quando o jogadordisputa com o computador! Embora divertidos, a competição desvia a atençãodo aluno do conceito envolvido no jogo, que geralmente é simples, e é incapazde discernir quais as causas de falha do jogador. Para tornear estesproblemas, o jogador, após falhar, deve reflectir sobre a causa do engano etomar consciência do erro conceptual envolvido (Almeida, 2004).D11. Tutoriais: transmitem a informação de uma forma pedagogicamenteorganizada, como um livro animado ou um vídeo interactivo. Os conteúdosdividem-se segundo um tema central e várias ramificações, planeadas paraproporcionar uma instrução mais detalhada e acessível. O sistema é geradorde uma lógica específica a ser usada pelo aluno; além disso, é capaz deacumular informação sobre o aluno e decidir, automaticamente, se o aluno, aocometer um erro, deve passar por uma sequência instrucional. Estes sistemasnão permitem uma intervenção profunda no processo de ensino-aprendizagem.Por outro lado, permite que o aluno aprenda com o seu próprio ritmo e atravésde 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 cognitivasocorridas no aprendiz, e o módulo tutorial que decide sobre a estratégia aseguir, tendo em conta o traço de aprendizagem e o campo de conhecimentos(Correia, 2003 a). 23
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Apesar da sistematização apresentada, não há verdadeiramentefamílias estanques de software educativo, ou seja, a verdadeira riqueza de umproduto consiste em englobar vários itens. Por exemplo, um protótipo destinadoa resolver exercícios pode incluir uma etapa tutorial, uma fase de pratica dosmesmos, outra de avaliação (para que o aluno tenha noção do que já aprendeue onde errou) e ainda uma secção onde se desenvolve o tema em causa emtermos teóricos. 2.1.5. Avaliação de Software Educativo Desde que o computador começou a fazer parte do processo educativoque surgiu também a necessidade de esclarecer qual a forma de lhe retirar omaior 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 softwareeducativo e do próprio computador como ferramenta didáctica (Alarcón, 2002): O computador e o software educativo são ferramentas, pelo que assuas 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 nomercado, é preciso saber seleccioná-lo de acordo com as própriasnecessidades. Na escola deve-se reflectir acerca das novas necessidades educativasque surgem perante a nova sociedade “tecnológica”: desenvolver capacidadecrítica dos alunos face ao excesso de informação, assim como umaalfabetização adequada nas novas tecnologias. Pode-se considerar software educativo como todo o produto que podeser utilizado como apoio à educação, quer como material de consulta, quercomo instrumento especialmente concebido com o objecto explícito de ensinarconteúdos programáticos. Também se pode classificar este material conforme o meio dedistribuição utilizado, em disco (CD) ou se está disponível na Internet. Este 24
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaaspecto marca diferenças importantes na utilidade educativa destesinstrumentos: o tipo de estruturas que se podem utilizar num e noutro meio, aamplitude das opções que se podem oferecer, a possibilidade de actualizaçãoque se tem, os custos e a relação que permitem estabelecer com osutilizadores. Os critérios usados para avaliar software educativo de divulgação são osmesmos que se usam para o software didáctico. Porém, esta avaliação nãodepende apenas do produto e si mas também do uso que se lhe quer dar e dasnecessidades que se querem cobrir com o seu uso. Por exemplo, num softwareeducativo de divulgação e destinado à população em geral, existem menosrestrições em torno da linguagem específica. Podem-se generalizar alguns critérios gerais de avaliação de qualquersoftware 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 denavegação) ao público alvo. E 2. Aproveitamento do meio A partir deste critério avalia-se o potencial do software para enriquecer aforma como se aborda um tema ou conteúdo específico. Por exemplo, é muitovantajoso que sejam aproveitadas as possibilidades multimédia que ocomputador é capaz de oferecer. Este critério inclui aspectos importantes quese relacionam com o uso das novas tecnologias: qual o conceito que se tem docomputador e das suas potencialidades como ferramenta, e os custos que talutilização implica quer em casa, quer na escola. E 3. Qualidade de informação Para determinar a qualidade de informação, há que estar atento ao factode esta ser cientificamente correcta, se está actualizada, se está de acordocom os conteúdos programáticos e se se adequa ao nível de escolaridade. Ouso correcto da linguagem, redação e pontuação, são aspectos igualmenterelevantes. Segundo uma perspectiva construtivista, o “conhecimento” é semprecontextual nunca está separado do sujeito; no processo de conhecer, o sujeito 25
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicavai adicionando ao objecto uma série de significados, cuja multiplicidadedetermina conceptualmente o objecto. Conhecer é actuar e compreender, detal forma que possa ser partilhado com outros. A partir deste conceito de conhecimento, a didáctica construtivistapromove situações significativas para que o sujeito construa o seu próprioconhecimento. Estas “situações significativas” consistem em problemas queexigem que o aluno ponha em jogo os seus próprios conhecimentos em buscade uma boa estratégia de solução. A situação contextual é a mais correcta, ouefectiva, se a resolução do problema implica a interiorização do conhecimentoque se pretende. Para propiciar aprendizagens significativas, os conteúdos e a actividadee si devem estar adequados e contextualizados a partir dos conhecimentosprévios e dos interesses do público a que se dirige o software. Isto significa quenão devem demasiado fáceis nem tão difíceis que produzam uma perda deinteresse por parte do utilizador. Outro actor importante na avaliação é a interacção. Entende-seinteracção como o grau de acção que um software oferece ao utilizador e quefavorece a tomada de decisões, a reflexão e a construção do conhecimento. Aacção não é de todo física, mas antes representa o trabalho intelectual doaluno. Para que a construção do conhecimento se dê, é necessário que se dêatenção também à forma como estão desenhadas as actividades, uma vez queelas devem fomentar o descobrimento. Outro aspecto que acarreta uma riqueza didáctica enorme, consiste nacapacidade que um software te de ser utilizado numa sala de aula, ou seja, sepermite ou não a interacção entre pares. Não está em jogo a competição entrealunos ma sim a discussão e partilha de ideias. Quando a situação promove a comunicação entre os alunos, estestomas, necessariamente, um papel activo e têm que estruturar mentalmente oseu raciocínio para que o possam transmitir e fundamentar. Neste intercâmbiode ideias os alunos crescem mutuamente e constroem os conhecimentoscomunitariamente. É igualmente necessário identificar se um determinado software exploraadequadamente os recursos que o computador oferece. Para tal, podem-seformular as seguintes questões: 26
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química F1. Que diferenças concretas existem entre este recurso e outrasferramentas da escola destinadas ao ensino deste conteúdo? F2. Quais as diferenças efectivas que este software contém que não sepode suprimir perante outras ferramentas? F3. Justifica-se a utilização do software perante outras ferramentas maisacessíveis e de menor custo? No caso do software educativo interessa identificar as diferentesestruturas e analisar se o seu uso é pertinente em função dos objectivospropostos pelo programa. Para tal, analisa-se a estrutura do software, ou seja,a forma como estão apresentados os conteúdos e as actividades em funçãodos 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 econteúdos a que se propõe. Além disso, a avaliação deste critério está ligada àteoria de ensino - aprendizagem: segundo uma teoria construtivista não será amelhor opção escolher um software de exercício, uma vez que apenas iriaexercitar os conhecimentos já adquiridos. Assim, avaliar um software educativo requer a análise de váriosaspectos, devendo-se ter em conta se esse software é de carácter didáctico oude divulgação e a sua forma de distribuição (CD ou Internet). Os critérios deavaliação têm importância distinta conforme as necessidades e a forma comose pretende usá-lo. Podem-se retirar três conclusões: - Um software educativo é apenas uma ferramenta entre muitas outraspossíveis para o ensino de conteúdos programáticos. - Em determinados momentos, o software educativo pode servir paraexercitar e não para ensinar conteúdos. - Um software classificado como de média qualidade pode ser, noentanto, de boa qualidade quando se aplica a um uso específico. Não se deverá também desprezar as muitas outras formas de utilizar ocomputador de forma didáctica e que proporcionam aos alunos experiências deaprendizagem enriquecedoras (Alarcón, 2002). 27
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química2.2. A estereoscopia A evolução natural dos animais levou a que muitos deles, incluindo oHomem, perdessem o campo de visão de 360° (proporcionado por olhoslaterais e opostos) e adquirissem a visão binocular, ou estereoscopia. Assim, anoção de profundidade e a visão 3D deve-se ao facto de cada um dos olhosvisualizar uma cena de um ângulo ligeiramente diferente (Durand, 2003),(Layer 2001). O fenómeno que permite a avaliação das distâncias chama-separalaxe e é o resultado da comparação das duas imagens obtidas por doispontos de vista distintos; é graças à interpretação do cérebro das duasimagens 2d de cada um dos olhos, que é possível a visão tridimensional domundo (Ireland, 2001). É possível verificar a paralaxe realizando a simples experiência decolocar o dedo a cerca de 12 cm do nosso nariz. Se fecharmos o olho direitovemos o dedo numa determinada posição; se trocarmos e fecharmos o olhoesquerdo, verifica-se que o dedo dá um pequeno salto. Mas se aumentarmos adistância do dedo ao nariz, o “salto” é cada vez maior e, portanto, a paralaxe émenor. O cérebro tem a capacidade de reconhecer esta diferença entre asimagens e permite comparar as distâncias a que estão os objectos (Trindade,2002) (Real 3D Displays,2001). Figura 2 – Verificação prática do fenómeno da paralaxe. Os olhos distam cerca de 64 mm e podem convergir e divergir de modoa cruzarem os seus eixos em qualquer ponto, mais perto ou mais longe donariz. A musculatura responsável pelos movimentos dos globos oculares 28
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicatransmite ao cérebro informação relativa ao grau de convergência dos eixosvisuais, permitindo-lhe aferir a distância a que ambos se cruzaram naquelemomento. Figura 4 – Formação da imagem 3D no cérebro humano. Figura 3 – Relação entre os dois olhos perante o objecto (Trindade, 2002). Charles Wheatstone, em 1838, descreveu pela primeira vez ofuncionamento da percepção da profundidade. Segundo ele, a visãoestereoscópica é conseguida pela fusão de duas imagens planas do mesmoassunto obtidas de pontos ligeiramente distintos. É possível a partir de duasimagens 2d obter uma imagem 3d. No entanto, existem dificuldades para a suaobservação: primeiro é preciso dispor de duas figuras do objectocorrespondentes a duas imagens de perspectivas diferentes (com um ligeiroângulo relacionado com a nossa distância ocular); e segundo, é necessário quecada olho veja apenas a imagem que lhe é destinada e não veja a outra(Durand, 2003). São vários os processos que nos permitem obter imagensestereoscópicas. O princípio de funcionamento de um estereograma consisteem fotografar ou desenhar duas cenas do mesmo objecto, com uma diferença 29
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicade perspectiva entre si. Estas imagens são depois sobrepostas, mas para queseja possível visualizá-las tridimensionalmente, cada cena fica com uma cor(geralmente vermelho e azul) e a imagem é retornada usando uns óculos queobrigam cada olho a ver a “sua” imagem. Tais figuras podem ser obtidas pordesenho (usando estratégias geométricas), Figura 5 – Técnica para desenhar em 3D (Trindade, 2002).através de máquinas fotográficas 3D (com duas objectivas estrategicamentecolocadas de tal forma que funcionam em simultâneo, ou com um sistemaespecial de espelhos), Figura 6 – Máquinas fotográficas 3Dou então usando software específico (ao programa são fornecidas duasimagens 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 éestereoscópica e 3D (output). 30
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química As figuras facultadas (input) são modelos de bola e vareta em VRML,Virtual Reality Markup Language: trata-se de uma linguagem específica decenários tridimensionais em formato vectorial. Permite descrever objectos noespaço, animações, incorpora elementos multimédia e ainda possibilita ainteracção entre o utilizador e o objecto e entre os objectos. Também a VRMLjá sofreu algumas evoluções: começou por apenas permitir a definição decenários estáticos, mais tarde admitiu a incorporação de áudio e scripts e aúltima versão faculta a criação de ambientes partilhados (Correia, 2003 b),(Trindade, 2002). À disposição do observador, existem diversas técnicas e dispositivosque possibilitam a visualização de tais imagens, a começar com a mais simplesque consiste em colocar devidamente um espelho entre as duas imagensligeiramente diferentes do mesmo objecto. Visão livre paralela - cada olho observa a sua imagemcorrespondente, mantendo os eixos ópticos paralelos, como se se observasseo infinito. Este método só pode ser usado com imagens cujos centros nãodistem mais de 65 mm. Aplica-se na visualização de estereogramas de pontosaleatórios em livros. Visão livre cruzada - As imagens observam-se cruzando oseixos ópticos. O par estéreo apresenta-se invertido, ou seja, a imagem dadireita encontra-se à esquerda e vice-versa. Para ajudar a visualização, olha-separa um lápis situado entre os olhos e as imagens. Este método deve serusado 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 évista pelo olho que tem o filtro da mesma cor, mas sim vê a outra imagem emverde ou azul. É um sistema de baixo custo e é empregado em todo o tipo depublicações, assim como em ecrãs de computador ou em telas de cinema. Aprincipal limitação é a alteração das cores, a perda de luminosidade e ocansaço visual após uso prolongado. Geralmente, aplica-se o filtro vermelho aoolho esquerdo e o azul ao olho direito. Um método simples e de baixo custoconsiste em imprimir ou projectar as vistas direita e esquerda sobrepostas. 31
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da QuímicaDeste modo, e utilizando óculos com lentes de celofane azul e vermelha, cadaolho 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 cansativoe pode causar dores de cabeça (González, 2004), (Real 3D Displays, 2001). Figura 8 – Óculos de celofane vermelho – azul e imagem 3D usando a técnica de anaglifo. A técnica de anaglifo consiste em criar a sensação de três dimensõesatravés de uma imagem 2D. Duas imagens do mesmo objecto tridimensionalobtidas a partir de duas perspectivas ligeiramente diferentes (uma delas mais àdireita e outra mais à esquerda), transporta informação espacial sobre posiçõesrelativas e diferentes porções desse objecto 3D. Quando essas duas imagenssão combinadas está criada uma ilusão de tridimensionalidade. A cor de cada pixel em cada imagem pode ser representada como umacombinação linear de três cores base. Nos computadores e nas televisõesessas 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 aum total de 24 bits de informação por pixel. A paleta dos “cinzentos”corresponde a cores formadas pelas mesmas quantidades de azul, vermelho everde. O anaglifo cria-se colorindo de vermelho a imagem correspondente àperspectiva esquerda do objecto, e de azul ou verde a imagem correspondenteao ponto de vista mais à direita. Se ela for vista através de uns óculos com umalente vermelha obre o olho esquerdo e uma lente azul ou verde sobre o olhodireito, o cérebro é capaz de combinar toda a informação e de a transformarem sensação 3D. Se as imagens que servem de ponto de partida a estetrabalho forem monocromáticas, o resultado é de muito maior qualidade(Ireland, 2001). 32
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Polarização - A luz polarizada é aproveitada para separar as imagensdireita e esquerda. O sistema de polarização não altera a coloração dasrepresentações, embora haja alguma perda de luminosidade. Usa-se quer naprojecção de cinema 3D quer em monitores de computadores através deóculos de polarização. Presentemente, é a metodologia mais económica parauma qualidade de imagem aceitável. É uma técnica mais sofisticada e que evita a distorção da cor é a queinclui o uso de lentes polarizadas. Figura 9 – Óculos polarizados para visualização de imagens 3D. Embora óculos polarizados possam ser económicos, os projectores deimagens polarizadas já não o são. A polarização consiste na orientação dosraios luminosos; o que acontece é que os óculos e a cabeça têm que estarorientados com o projector, caso contrário obtêm-se imagens distorcidas. Outralimitação deste método está em preservar a polarização: a projecção faz-se emecrãs tipo “espelhado” ou “prateado” (González, 2004), (Real 3D Displays,2001). Alternado - Com este sistema apresentam-se as imagens esquerda edireita de forma sequenciada, alternada e sincronizada com uns óculos dotadosde obturadores de cristal líquido (LCS, Liquid Crystal Shutter ou LCD, LiquidCrystal Display); cada olho vê somente a sua imagem, pois a uma frequênciaelevada, o “salto” é imperceptível. O campo de emprego é vasto desde oscomputadores, televisão e cinema 3D de última geração (González, 2004). Figura 10 – Óculos com obturadores de cristal líquido (LCD). 33
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Actualmente, existem à disposição dos utilizadores uma série demecanismos 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 ospróprios sistemas ópticos geradores de imagem para cada olho. Até agora, oprincipal campo de utilização e a realidade virtual, em moldes experimentais ea preços proibitivos. Por vezes é considerado como um sucessor moderno doantigo Viewmaster, mas com animação. Com está técnica permanece ainda alimitação da visualização individual, mas é excelente em simulações imersivas. Figura 11 – Head Mounted Display. A resolução da imagem em aplicações realísticas é ainda baixa; apesardos ecrãs LCD serem óptimos para computadores, eles tornam-se insuficientespara estarem apenas a poucos centímetros dos olhos. Deste modo, os HMDsão mais usados para entretenimento (vídeo jogos), apesar do campo militar osrequerer, quando o preço não é questão (González, 2004), (Real 3D Displays,2001)! Monitores Auto – Stereo - Trata-se de monitores que não necessitamde óculos especiais para a visualização. Todos incluem microlentes dispostasparalela e verticalmente sobre o visor do monitor e que geram um pequenodesvio a partir de duas ou mais imagens,normalmente de 2 a 8 (González, 2004). Figura 12 – Monitor Auto-Stereo. 34
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Liquid Crystral Shutter Glasses - Quase todos os relógios digitaisusam na sua constituição cristais líquidos. A propriedade mais relevante é queum sinal electrónico é capaz de tornar um cristal transparente em opaco.Assim, é possível aproveitar esta faculdade para conceber óculos deobservação de imagens estereoscópicas: uma das lentes (esquerda, porexemplo) é opaca e o observador vê apenas através da lente direita.Simultaneamente, a imagem do olho direito fica disponível no monitor. Como oprocesso se inverte, ficando a lente direita opaca, e tal é feito rapidamente, oresultado é que cada olho percepciona imagens diferentes através do mesmomonitor (Real 3D Displays, 2001). Figura 13 - Liquid Crystral Shutter Glasses Autostereo Displays - O que o próprio nome indica é que se trata demétodos que evitam o uso de óculos ou qualquer outro dispositivo naobservação das imagens estereoscópicas. Uma destas técnicas consiste emusar ecrãs com uma série de fendas colocados num ângulo tal que o olhodireito vê determinados pixeis num dispositivo atrás do ecrã, enquanto que oolho esquerdo está bloqueado, mas vê um outro conjunto de pixeis que lhe sãoexpressamente destinados. O principal inconveniente é que cada olho tem queestar exactamente posicionado em relação ao mecanismo por detrás do ecrã.Mais uma vez, como as fendas estão exactamente posicionadas em relaçãoaos olhos de cada utilizador, não é permitida uma larga audiência (Real 3DDisplays, 2001). As técnicas para observar estereogramas distinguem-se na dicotomiaqualidade/resolução, na compatibilidade e ainda nos aspectos económicos. Noentanto, qualquer uma destas técnicas baseia-se na transmissão de alternadaimagens. Interlace - Nos primórdios tempos da televisão, em que os meioselectrónicos eram muito limitados, a melhor técnica para aumentar o número de 35
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaimagens exibidas por segundo, era transmitir primeiro as linhas impares(numeradas a partir do topo) e só depois as pares. Nos monitores actuais estemétodo não é já utilizado: cada uma das linhas apenas é apresentada porordem. Mas esta técnica continua a ser usada na visualização de imagensestereoscópicas em televisões. A única forma de sincronizar as figuras direita eesquerda com os óculos consiste em sincronizar os shutters (dispositivos quepermitem e impedem a transmissão das imagens alternadamente) com asframes pares e ímpares. O que acontece, inevitavelmente, é que cada olhorecebe as cenas com metade da velocidade de apresentação, do que resultaum “salto” desagradável. Além disso, como a vista de cada olho é feita porapenas as linhas pares ou ímpares, só metade do ecrã é aproveitado em cadaimagem, perdendo-se 50% da luminosidade. Apesar de não ser uma técnica muito perfeita, como é bastante simplese pouco dispendiosa, foi a preferida para jogos de computador acompanhadapor 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, domesmo objecto. Contudo, para oferecer uma óptima qualidade de reprodução,o monitor deverá proporcionar grande velocidade de alternância, uma vez quecada olho apenas se apercebe de metade dessa velocidade. Além disso, ocomputador não poderá falhar na apresentação das vistas direita e esquerdado 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. Ofenómeno consiste na percepção de um efeito estereoscópico quando seobserva uma imagem em movimento horizontal sobre um plano e com um filtroescuro situado diante de um dos olhos. Devido a esta diminuição deluminosidade, percepcionada pelo olho, a imagem chega ao cérebro com umatraso de umas centésimas de segundo. É precisamente esta diferença detempo que permite a sensação estereoscópica. Não é propriamente umsistema de visualização stereo, uma vez que não se parte de duas imagensdistintas. Chromadepth - Este sistema baseia-se no desvio produzido pelaspróprias cores do espectro (refracção da luz). Através de um prisma, a luz 36
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicadesvia-se ligeiramente, dependendo do seu comprimento de onda (maiordesvio para o vermelho e menor para o azul). A informação de profundidadecodifica-se por cores. Os óculos concebidos para ver estas imagens contêmcristais transparentes com microprismas. A desvantagem deste método é aperda de informação cromática, sendo vantajoso perante o anaglífico, uma vezque se podem observar em 2D (González, 2004). A utilização da imagem no ensino, especificamente no da Química, temindiscutíveis vantagens, embora não seja sinónimo de eficácia pedagógica! Aestereoscopia é nomeadamente útil na visualização de estruturas moleculares,pois destaca aspectos que a duas dimensões são menos explícitos e quepodem levar os alunos a uma perda de noção espacial da molécula. Também oestudo de isómeros funcionais e ópticos beneficia desta técnica, tal como aexploração das diferentes conformações espaciais da mesma molécula, comopor 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 emacetatos ou numa tela de computador (com ainda a possibilidade de se usarum projector de vídeo). Para completar, é só colocar os óculos vermelho-azulou vermelho-verde. 37
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química2.3. Aspectos de usabilidade de sites em educação Apesar de pouco percebida no dia-a-dia, a usabilidade é fundamentalpara o desenvolvimento de sistemas, sites e cursos on-line. A usabilidade naweb 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 altausabilidade pedagógica e de design é possibilitar que as tarefas de professorese alunos sejam executadas de forma simples e eficiente. A definição dopúblico-alvo e das características do utilizador (quem ele é, qual o seu nível deescolaridade, 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 apropriadapara cada módulo de educação a distância. É preciso ter também em conta onível de "literacia digital" dos utilizadores, isto é, a “alfabetização informática“necessária para aceder, interpretar, interagir, criticar e desenvolvercompetências na leitura de variados media. Ele precisa também de ter acapacidade para localizar, filtrar e avaliar criticamente a informação e terfamiliaridade com a comunicação on-line (Abreu, 2005). Apesar de “usabilidade” surgir sempre relacionado com software, éimportante 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 reduzidopossível. Se a satisfação do utilizador for aceitável. A usabilidade depende de uma série de factores, nomeadamente, quãobem preenchem as necessidades dos utilizadores e até onde vão de encontroàs necessidades dos utilizadores. Pode-se generalizar afirmando que é aqualidade de um sistema que o torna simples de aprender, fácil de usar,memorizável e até bonito (Usability First, 2005). 38
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Em termos de usabilidade, torna-se mais confortável para o utilizador sehouver determinadas convenções, no que diz respeito ao design dos sites.Actualmente, não existe um padrão mínimo e fixo de navegação interna decursos on-line ou quaisquer páginas de cariz educativo. Cada site tem o seupróprio layout e sistema de navegação interna. Mas, se durante a concepçãode uma página web, se seguir uma certa padronização, cria-se um ambiente decerta forma familiar ao utilizador, e que facilita a consulta da informação. Os utilizadores estão acostumados a identificar os hiperlinks como aspalavras sublinhadas a azul. O que acontece é que se adapta o formato dohiperlink ao layout, esquecendo totalmente o padrão a que a mente doutilizador está habituada. Da mesma forma, recomenda-se a utilização de tonsrosa no caso de hiperlinks utilizados, avisando o utilizador das secções poronde já passou. Muitos autores defendem a utilização de textos curtos na Internet.Todavia, tanto é desconfortável ler textos longos no ecrã como clicar muitasvezes para concluir a consulta! Além disso, a quebra de texto dificulta aimpressão para posterior leitura off-line. Dadas as dificuldades, pode-se seguiruma certa padronização: G1. Manter uma média de 8 a 12 palavras por linha de texto e evitartextos justificados. O excesso de palavras em cada linha faz com que ospontos de referência criados pelo olho humano durante a leitura deixem deexistir, e o leitor “perde-se”. G2. Apresentar uma ideia por parágrafo e também frases conclusivas eabrangentes que, por hiperlinks, conduzam o utilizador a mais conteúdos sobreesse assunto. G3. Ter em atenção as cores: tentar aplicar fundo branco às áreas detexto, e utilizar o chamado texto positivo (texto escuro em fundo claro) G4. Dividir partes do conteúdo em lista. Assim, quebra-se o ritmo emostram-se algumas partes de texto de uma forma mais agradável G5. Utilizar caixas para destacar informações mais importantes, ou quenão estão directamente relacionadas com o assunto tratado no corpo principal. 39
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química G6. Destacar palavras-chave ao longo dos textos, através de alteraçãode cor ou tamanho de letra: os utilizadores podem identificar os trechos maisimportantes 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 seraproveitados na aulas. Não devem ser essenciais às aulas, mas sim umcomplemento. O conteúdo multimédia deve ser uma opção extra ao conteúdoescrito e não um substituto, dadas as características de acesso à Internet decada um, ou dada a paciência que cada um tem para fazer o downloadcompleto do vídeo ou do áudio. Durante a concepção do site, é recomendáveldesenvolver o conteúdo multimédia no maior número de formatos possível.Deve-se também disponibilizar os “softwares” e plug-ins necessários para avisualização de conteúdo multimédia em servidores próprios com instruçõesem 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 maislegíveis em monitores, mesmo em tamanhos pequenos. Para os utilizadores deMacintosh, coloca-se a Helvetica como segunda opção. No caso do sistemaoperacional Linux não há necessidade de qualquer adaptação tipográfica.Quanto ao tamanho de corpo de texto, o recomendável é o 2 (equivalente a 10pontos): não compromete o projecto gráfico do site e ao mesmo tempo agradaaos utilizadores. No caso de ser necessário um tamanho maior, érecomendável acrescentar uma opção no menu que aumente e diminua otamanho das letras. A adopção do mecanismo CSS (folhas de estilo emcascata - Cascading Style Sheets) oferece ao utilizador o máximo deusabilidade em relação à apresentação de conteúdos na web: possibilita aformatação de espaçamento entrelinhas, a utilização de tamanhos imparespara textos, a criação de esquemas de layout diferenciados de acordo com osmedia utilizados pelo aluno, entre outras faculdades. G10. Sempre que na página se faça referência a algum arquivo que nãoseja comum ao browser, como vídeos e arquivos PDF, é necessário indicar otipo e tamanho desse arquivo. Adoptando esta medida, o utilizador nãoestranhará que o ecrã fique “branco” por alguns segundos. É necessário 40
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicainformar também como adquirir o plug-in ou o software necessário paravisualizar esse arquivo especial, sempre com instruções em português. G11. Caixas de entrada de informações (ou texto) são aquelas utilizadaspara os utilizadores inserirem dados que irão interagir com o sistema, comoinformações de login, senha ou a inserção de palavras para a realização debuscas. O ideal é criar caixas com tamanho bem razoável para poder inserir asinformações e ao mesmo tempo conferi-las. O que muitas vezes acontece é aconstrução de espaços muito curtos que não permitem a visualização completado texto por parte do utilizador para que ele tenha certeza do que escreveu.Jakob Nielsen recomenda a implementação de caixas de entrada de texto compelo menos 25 caracteres de largura, sendo o ideal 30 (Nielsen, 2001). G12. Para evitar barras scrollbar nas páginas, o ideal é conceber olayout de acordo com a resolução padrão actual dos monitores domésticos(800x600 pixeis). A esta medida deve-se descontar o espaço ocupado pelabarra scrollbar vertical, a barra de navegação do browser e a eventual barra denavegação do próprio site. Deve se ter atenção redobrada com a altura daspáginas: páginas muito longas tornam a leitura muito cansativa. Por outro lado,páginas muito curtas, onde são necessários vários cliques para uma leituracompleta do conteúdo, tornam-se pouco estimulantes (Abreu, 2005). Nielsen (2001) sugere algumas guias na inclusão de scrollbars emwebsites: 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 existeinformação adicional e ficará frustrado ao verificar que não há! Evitar ao máximo scrollbars horizontais por dois motivos: ir deencontro ao que o utilizador está habituado, ou seja, apenas a scrolling vertical;e também porque se existir movimentação vertical e horizontal, o utilizador temque desviar o seu ponto de vista em duas dimensões, muito mais incómodo. Utilizadores mais velhos (que podem ter dificuldades motoras evisuais de seleccionar) e/ou com menor grau de “literacia digital” encaram asscrollbars com um pouco de repulsão, uma vez que lhes dificulta o acesso atoda a informação. 41
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química G13. Steve Krug (Krug, 2001), entre outros autores, advertem para anecessidade de uma navegação “onde fui e onde estou”, qualquer que seja otamanho do site. Trata-se de uma pequena barra que indica ao utilizador poronde já passou e em que parte da hierarquia geral do site se encontra. Alémdisso, este recurso serve de atalho para as secções já visitadas. Essa medidafacilita bastante a exploração do site e evita “perdas”. G14. Um site só poderá ser considerado “óptimo” depois de o testar comalguns utilizadores, pois a visão do autor é insuficiente. Na tabela seguinte estão compilados alguns conselhos e erros emWebdesign (Usability First, 2005), (Marmelo, 2005): Conselhos … Erros … G15. Usar texto preto em fundo branco, G23. Apresentar texto estático em azul ou sempre que possível, para optimizar a sublinhado (afasta a hipótese de hiperlink). legibilidade. G24. Usar texto bold ou todo em G16. Usar apenas um eixo de simetria para MAIÚSCULAS em grandes parágrafos, textos centrados numa mesma página. porque torna a leitura mais lenta e menos G17. Usar cor única como fundo, ou padrões atractiva. extremamente subtis. G25. Não deixar muitos “espaços em branco” G18. Preferir texto colorido e não branco, porque dificulta a selecção de texto. para facilitar a impressão do mesmo. G26. Páginas com longos textos corridos. G19. Escolher uma localização da barra de G27. Texto, marcas e constantes animações navegação que seja familiar ao utilizador. em movimento. G20. Manter a barra de navegação no G28. Alternar frequentemente texto centrado mesmo sempre local ao longo do site. com texto alinhado à esquerda. (A última G21. Evitar scrolling horizontal. opção deve ser a preferida) G22. Assegurar etiquetas ALT tendo em G29. Downloads demorados. vista a acessibilidade. G30. Páginas solitárias. Tabela 3 – Regras de usabilidade a seguir e a evitar. Seguindo pelo menos algumas das convenções apresentadas, anavegação torna-se mais agradável ao utilizador, até porque se explora a suafamiliaridade com os sistemas. Assim, se se transportar estas ideias aos sitesde educação, quer na apresentação conteúdos gerais quer em cursos online, a 42
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaaprendizagem será muito mais efectiva. Como cada aluno tem uma “literaciadigital”, se as regras de design, apresentação de texto e navegação semantiverem constantes, forem apelativas e simples, ele sentir-se-à maisconfortável e até mais motivado a aprender. 43
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química2.4. 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 actualcurrículo da disciplina de Química do 12º ano vai ser aplicado, dada a vigentereforma curricular do ensino secundário (Programa 12º Ano, 1996). Em todo ocaso, convém frisar que os conteúdos alvo deste estudo constam também dosnovos programas (Programa 12º ano, 2004). Neste programa começa-se porfundamentar a estrutura electrónica de átomos e a ligação química em termosdos dados experimentais, em articulação com alguns conceitos básicos daMecânica Quântica. Depois, progride-se numa breve análise das ligaçõesintermoleculares com estudo das equações dos gases. Estas primeirasunidades, de ênfase essencialmente estrutural, são seguidas de um breveestudo de compostos orgânicos (unidade chave para presente estudo), numarelação entre estrutura e reacções. O estudo de reacções químicas avança naunidade seguinte com um aprofundamento do equilíbrio químico. De seguida,faz-se uma interpretação da extensão das reacções centrada em doisconceitos físicos fundamentais - energia e entropia. A última unidade reforça oreconhecimento das interfaces Química/Tecnologia/Sociedade. Os alunos entrevistados no presente estudo (ver secção 4.2. e anexo7.3.), estudam Química à luz deste currículo. A unidade temática de 12º anoem que se adequa a aplicação do site de estereoscopia digital desenvolvido éa 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. 44
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Prevêem-se para esta unidade temática 5 horas para aulas teóricas eteórico-práticas e ainda 4 horas para aulas de laboratório Como objectivos menos significativos do estudo dos compostosorgânicos, 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 ouextensão dos objectivos. Assim: H1. Ao fazer a revisão das fórmulas de estrutura de compostosorgânicos e no estudo do isomerismo, deverá confirmar-se que os alunosconhecem a disposição real dos átomos no espaço. Para tal, devem usarfrequente de modelos moleculares (comerciais ou artesanais) e, em futuropróximo, de programas de computador. Este procedimento será maisadequado que as vulgares representações esquemáticas, que não sãototalmente representativas da geometria molecular. H2.Os tipos de isomerismo a considerar são os seguintes: isomerismogeométrico cis-trans, como caso de estereoisomerismo; isomerismo de cadeia,funcional e de posição, como casos de isomerismo estrutural (em sentidorestrito). H3.A consideração do objectivo geral nº 2 como menos significativoresulta 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. 45
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química H4.O conteúdo 3.1.4 “De um, composto orgânico a outro” refere-se, porum lado, à preparação de eteno e de etanal a partir, em ambos os casos, deetanol, um composto orgânico vulgar; e, por outro, a breve referência à sínteseorgânica e à sua importância. Segundo as indicações do futuro programa, a ser aplicado no anolectivo de 2005/2006, a disciplina de Química do 12º ano será uma disciplinaterminal do ensino secundário e de carácter opcional (Programa 12º Ano,2004). Por tais motivos, pretende-se facultar aos alunos uma visão actual deaspectos relevantes do conhecimento químico a nível da compreensão domundo que os rodeia. O aprofundamento desses saberes ficará a cargo doensino superior. As tarefas, estratégias de exploração e metodologias deensino ficarão são flexíveis e ficam a cargo do professor, conforme o interessee o nível de aprendizagem dos alunos. Ao professor cabe a função deincentivar o aluno para a disciplina e motivá-lo para continuar os seus estudosnesta área. No seguimento dos programas de 10º e 11º anos, é imprescindível oenvolvimento do aluno nas tarefas laboratoriais, a existência de meios(instalações, equipamentos, recursos didácticos e apoio técnico) e professorescom formação adequada à concepção, realização e avaliação de estratégiasdidáctico-pedagógicas apropriadas a cada turma e sempre no sentido damotivação do aluno e da inovação do ensino. À unidade temática geral “Materiais, sua estrutura, aplicações eimplicações da sua produção e utilização”, estão subordinados três unidades,todas elas a relevar a integração de perspectivas social, tecnológica ecientífica do conhecimento, de acordo com a orientação CTS seguida nosprogramas 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 alunosque concluem uma formação em Química apenas de nível secundário, a qual 46
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicadeverá proporcionar uma interpretação razoável e actual da diversidade ecomplexidade dos materiais que nos cercam. Até mesmo a extensão de cadaunidade é ditada pelo interesse demonstrado pelos alunos. As orientações para a organização do ensino da Química ditam que omodelo de ensino a usar deve assentar no recurso à inter etransdisciplinaridade dos saberes, à abordagem de situações-problemaretiradas de contextos reais, à utilização de estratégias de trabalhometodologicamente diversificadas e à necessidade de conduzir processos deavaliação conceptualmente concordantes. São oito os princípios utilizados na concepção do Programa dadisciplina (Programa 12º ano, 2004). I1. Ensinar Química como um dos pilares da cultura do mundomoderno. Os temas a desenvolver devem assentar em questões da actualidadeonde se mobilizem conceitos químicos importantes na história das ideias emQuímica, pela sua centralidade. Aliás, desde meados do século dezanove quese tem vindo a argumentar que todos os indivíduos cultos deveriam conhecerprincípios que explicam como funciona o mundo, saber pensar de formacientífica 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 recursosexistentes. Seleccionaram-se, por isso, conceitos e princípios que podem dareste contributo. I3. Ensinar Química como forma de interpretar o mundo. O conhecimento científico é subjacente à mais evoluída e válidaexplicação sobre a natureza e é absolutamente necessário que os alunosdistingam ciência de outras formas de pensar, mas que reconheçam os limitesda ciência, a validade dos dados e dos procedimentos usados para os obter. Apreferência por actividades práticas laboratoriais organizadas em torno desituações-problema assemelha-se à situação com que se confrontam os 47
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicacientistas e engenheiros: procurar resposta a uma questão determinada,organizando um procedimento, recolhendo dados, analisando-os e ponderandosobre a conclusão a tirar. I4. Ensinar Química para a cidadania. A educação em Química deve ajudar a lidar de forma informada comassuntos da sociedade, de modo a que os cidadãos possam actuar maisesclarecida e fundamentadamente em democracia. Ao seleccionar temasgeradores de controvérsias para exploração nas aulas de Química, analisandoargumentos a favor e contra desenvolve-se a capacidade de tomar decisões ede exprimirem opinião em debates sobre controvérsias em torno de temasactuais e descobertas científicas. I5. Ensinar Química para compreender a sua inter-relação com atecnologia. A educação em Química deve ajudar a compreender as inter-relaçõesQuímica-Tecnologia, ou seja, perceber como o conhecimento científicoinfluencia o desenvolvimento tecnológico e vice-versa. Sendo grande parte do conhecimento químico actual indissociável deaplicações práticas com enorme repercussão na sociedade, não é razoávelconduzir o ensino da Química à margem de uma indústria que disponibilizabens que marcam o estilo das sociedades actuais, seja na melhoria daqualidade de vida, seja no consumo exagerado de grupos mais favorecidos. É,por isso, relevante consciencializar os alunos da importância social daactividade industrial, dos produtos industriais que marcam cada época, dosimpactes ambientais desses produtos bem como dos processos que lhesderam origem. I6. Ensinar Química para melhorar atitudes face a esta Ciência A educação em Química deve proporcionar aos alunos formas demelhorar 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 etendo como objecto de estudo produtos que todos utilizamos em actividadesdiárias, permitirá discutir a importância económica e social da actividade 48
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaindustrial, neste caso envolvendo conhecimento químico. Compreendertambém que é o conhecimento químico que permitirá aumentar a eficácia dosprocessos, minimizar o impacte negativo para a saúde e ambiente e encontrarmateriais alternativos aos de origem biológica capazes de substituir partes docorpo humano em caso de doença ou de acidente. I7. Ensinar Química por razões estéticas. O mundo natural apresenta-se com uma enorme beleza intelectualatravés do conhecimento científico que permite explicar a sua origem,diversidade e evolução. Promover a apropriação de saberes que permitamessa compreensão pode ser causa de deslumbramento intelectual.Compreender pode ser fonte de prazer, de beleza e de inspiração, aspectofundamental para que os jovens se entusiasmem com o prosseguimento decarreiras científicas. Embora sejam muito variados os factores que determinam aspreferências individuais por áreas de conhecimento distintas e a Química no12º ano seja uma disciplina opcional, é previsível que os alunos que a elaacedem se sintam com motivação para avançarem no aprofundamento doconhecimento químico. A opção por contextos reais, discutindo problemasactuais, muitos deles geradores de controvérsias, e onde o conhecimentocientífico surja como necessidade para alcançar resposta a algumas dessasquestões poderá ser considerado interessante para os jovens e,eventualmente, estimulante para a procura de mais conhecimento nessedomínio. I8. Ensinar Química para preparar escolhas profissionais. O ensino das ciências, e em particular da Química, deve proporcionarinformação aos alunos sobre carreiras e actividades profissionais que utilizamconhecimento científico e técnico e sobre vias de estudos que confiramhabilitação específica. Ora, é no 12º ano que muitos tomam decisões sobrevias de estudos a prosseguir posteriormente. Por isso, o ensino da Químicadeve ser contextualizado em actividades reais. A escolha de materiaisespecíficos, a ênfase na sua constituição e estrutura, nos processos deprodução, nas suas propriedades e aplicações poderão constituir caminhos 49
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicapara os jovens se interessarem por carreiras profissionais ligadas às CiênciasQuímicas 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) deíndole prático-laboratorial e quatro (6 horas) para a realização de umaactividade de investigação, denominada Actividade de Projecto Laboratorial(APL). O seguinte esquema representa um resumo da unidade e inclui osaspectos a serem focados, bem como as inter-relações. A realização de Actividades Práticas de Sala de Aula e de Laboratórioservirão para o aluno desenvolver todas as suas potencialidades e fomentar aautonomia do aluno na procura e selecção de informação, na sua organização,análise e sistematização. As Actividades Práticas de Sala são propostas que devem serexaminadas com cuidado pelo professor, tendo em conta a sua adequação aonível cognitivo dos alunos, os seus interesses e motivação em saber mais. Em relação às Actividades Práticas de Laboratório, espera-se que osalunos tenham já adquirido autonomia nas tarefas da fase preparatória, da fasede realização e posterior ao trabalho prático. Para que a aprendizagem seja, de facto, efectiva, é desejável arealização de tarefas variadas incluindo trabalhos de grupo, onde acomunicação entre os indivíduos e destes com públicos exteriores sejapromovida. A Actividade de Projecto Laboratorial deverá ser desenvolvida ao longoda unidade. Pretende-se o envolvimento máximo do aluno, em que este podefazer a sua auto-avaliação, identificando aquilo que já é capaz de fazer e,sobretudo, aquilo onde necessita de maior investimento ao nível da formaçãoe, portanto, de apoio por parte do professor. De acordo com o que foi dito anteriormente, torna-se pertinente inseriros conteúdos programáticos num determinado contexto, familiar aos alunos.Em relação à Unidade 2, tudo tem como base o petróleo, sua origem, destinoe, sobretudo, as suas reacções e refinação. 50
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química O crescimento demográfico e as necessidades energéticas crescentes,nomeadamente a vulgarização dos automóveis e da aviação, transformaram opetróleo no combustível mais utilizado actualmente. Esta “dependência” tornou-o uma matéria prima de imenso valor económico e enorme poder politicointernacional. A sua refinação origina produtos que deram origem ao início daindústria 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 atecnologia esforçam-se e fornecem soluções para eliminar o chumbo dagasolina, reduzir efluentes gasosos e, através da introdução de aditivos como oetanol, torná-la mais limpa. Presentemente, o Homem ainda consome maioritariamentecombustíveis fósseis. As três grandes desvantagens destas matérias são a suacapacidade poluente, o seu valor e o facto de não serem renováveis. A suaorigem tem como base a decomposição da matéria orgânica e o depósito nointerior da Terra há milhões de anos. Valores elevados de pressão etemperatura exercidas sobre essa matéria orgânica causaram reacçõesquímicas complexas de que resultaram o petróleo, o gás natural (metano eetano) e o carvão. É necessário que se invista em combustíveis alternativos como o biogáse nas alternativas aos combustíveis, como as pilhas de combustível, asenergias nuclear, eólica, das marés e geotérmica, na busca de um futurosustentável para a espécie humana. O contexto revela-se muito adequado e actual para estudar uma enormevariedade de tópicos de Química, particularmente o que dizem respeito àQuímica Orgânica e à isomeria. Além disso, são possíveis abordagensinterdisciplinares, propiciadoras do desenvolvimento de competências deíndole científica, tecnológica e social. O aluno deverá reflectir tornar-se atentoao mundo em que se insere e ser capaz de estabelecer interacções que oimpliquem socialmente. É na sub-unidade referente à transformação do crude nos seusderivados (GPL e fuéis) que o aluno identificará o cracking do petróleo como 51
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaum processo de quebra de ligações nos hidrocarbonetos de cadeias longaspara a formação, por exemplo de cicloalcanos e alcenos e hidrocarbonetosaromáticos; reconhecerá outros hidrocarbonetos derivados do petróleo: osalcenos, de cadeia aberta, e os cicloalcanos, de cadeia fechada; confirmaráque, ao contrário da notação de Lewis e da regra do octeto, o modelo daRepulsão dos Pares de Electrões de Valência (RPEV) e da Teoria da Ligaçãode Valência (TLV) conseguem interpretar ou prever as estruturas dasmoléculas dos hidrocarbonetos a que se referem; usará as regras deNomenclatura da IUPAC para compostos orgânicos, para atribuir nomes eescrever fórmulas de estrutura dos compostos com os grupos funcionais álcoole éter; compreenderá os isómeros como compostos de diferentes identidades,com a mesma fórmula molecular mas cuja disposição dos átomos na moléculaé distinta, o que pode conduzir a propriedades físicas e químicas diferentes;distinguirá isomeria constitucional (incluindo isomeria de cadeia, isomeria deposição e isomeria de grupo funcional) e estereoisomeria; interpretará aexistência de isomeria de cadeia e de isomeria de posição nos alcanos e nosálcoois; identificará a existência de isomeria de grupo funcional entre álcoois eéteres; compreenderá a e reconhecerá nos alcenos, a possibilidade deexistência de isomeria geométrica, como um tipo de estereoisomeria;identificará a família dos hidrocarbonetos aromáticos e escreverá nomes efórmulas de acordo com as Regras de Nomenclatura da IUPAC. O mapa de conceitos que se apresenta, encerra em si todos osconteúdos da Unidade 2, incluindo os mais relevantes para o presentetrabalho. 52
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Figura 15 – Localização dos conteúdos de Química Orgânica na Unidade 2 do Programa do 12º Ano de Química. 53
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 2.4.2. Algumas generalidades sobre estrutura molecular Seguidamente, apresenta-se uma revisão bibliográfica sobre geometriamolecular 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 porgeometria molecular, que é capaz de condicionar as propriedades físicas equímicas e as próprias reacções em que as substâncias participam. Apesar doscomprimentos e dos ângulos de ligação só se determinaremexperimentalmente, a elaboração da estrutura de Lewis permite prever ageometria de uma molécula (basta saber o número de átomos que rodeiam oátomo central e considerar que os pares de electrões da camada de valênciase repelem). São os electrões da camada mais longe do núcleo osresponsáveis pela formação das ligações químicas. O que define a geometria de uma molécula é o resultado do balanço queminimiza as repulsões entre os pares electrónicos: as mais significativas são asque existem entre os pares não ligantes (electrões que não participam nasligações mas que pertencem ao átomo); seguem-se as repulsões entre ospares não ligantes e os ligantes (os responsáveis efectivos pelas ligações) epor fim as que existem entre os dupletos unicamente ligantes. Designa-se porModelo de Repulsão dos Pares Electrónicos da Camada de Valência (RPECV)ao arranjo electrónico em torno de um ou mais átomos centrais; este modelodefine a geometria molecular com base na minimização das repulsões. Asligações duplas e triplas, apesar de ocuparem mais “espaço” comportam-secomo ligações simples. Os electrões ligantes são atraídos pelos núcleos dos dois átomosligados entre si; como estes têm menor distribuição espacial, ocupam menosespaço do que os electrões não ligantes, associados apenas a um átomo.Assim sendo, numa molécula, os electrões não ligantes ocupam mais espaço esofrem maior repulsão por parte dos electrões ligantes e dos não ligantes dosátomos vizinhos. 54
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 2.4.2.1. Moléculas em que o átomo central não tem dupletos deelectrões não ligantes Genericamente, estas moléculas têm fórmula ABx, em que A é o átomocentral 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 dupletosligantes em cinco arranjos diferentes: em todos os casos, e devido àsrepulsões, os electrões estão afastados o mais possível. AB2 (como por exemplo o BeCl2, cloreto de berílio) – os pareselectrónicos afastam-se o máximo que podem, até formarem uma linha recta; oângulo estabelecido entre os dupletos de electrões ligantes é de 180º e ageometria final é linear. Figura 16 – representação 2D da molécula genérica AB2. AB3 (como o BF3, trifluoreto de berílio) – nesta molécula há trêsdupletos ligantes (ligações covalentes). Espacialmente, é mais estável aconfiguração em que as três ligações apontem para os cantos de um triânguloequilátero, com o átomo A no centro. Esta geometria é designada triangularplana, com os quatro átomos da molécula no mesmo plano e as ligações afazer ângulos de 120º. Figura 17 – representação 2D da molécula genérica AB3. AB4 (como o CH4, metano) – existem quatro ligações resultantes dequatro dupletos ligantes. A geometria é tetraédrica:o átomo central ocupa ocentro de um tetraedro e todos os átomos periféricos ocupam os vértices;todos os ângulos de ligação são de 109,5º. 55
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Figura 18 – representação 2D da molécula genérica AB4. AB5 (como PCl5, pentacloreto de fósforo) – a forma de bipirâmidetrigonal (dois tetraedros ligados pelas bases) proporciona o mínimo derepulsões. 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 cujasligações fazem ângulos de 120º são equatoriais, e os átomos ocupantes dosvértices são axiais. O ângulo entre uma ligação axial e uma ligação equatorialé de 90º e os ângulos entre duas ligações axiais é 180º. Figura 19 – representação 2D da molécula genérica AB5. AB6 (como SF6, hexafluoreto de enxofre) – a minimização das repulsõesatinge-se com a geometria octaédrica, que corresponde à união de duaspirâmides quadrangulares pelas bases. O átomo central fica no centro doquadrado e os restantes seis átomos ocupam os seis vértices do octaedro.Como as ligações são todas idênticas (todas fazem ângulos de 90º comexcepção das ligações diametralmente opostas que fazem um ângulo de180º), não se aplicam os termos axial e equatorial. Figura 20 – representação 2D da molécula genérica AB6. 56
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 2.4.2.2. Moléculas em que o átomo central tem um ou mais paresisolados Se ao átomo central está associado um ou mais pares de electrõesisolados, a geometria da molécula é mais complexa, pois aumentam asrepulsões electrónicas. Se o átomo central de uma molécula possui um ou mais pares isoladosdeve-se distinguir geometria e arranjo espacial global de todos os pares deelectrões. Este arranjo refere-se à disposição de todos os pares de electrões,ligantes e não ligantes, associados ao átomo central. Por outro lado, como ageometria molecular é determinada em função do arranjo espacial dos seusátomos, apenas se contabilizam os pares ligantes. Seguem-se alguns exemplos de moléculas tipo exemplares das váriasgeometrias. Dióxido de enxofre (SO2) – Como se adopta o modelo de que asligações duplas se comportam como as triplas, esta molécula pode ser tratadacomo se fosse constituída por três pares de electrões em torno do átomocentral (dois pares ligantes e um não compartilhado). O arranjoglobal dos átomos é triangular plano, mas, como um dos pares é isolado, amolécula é angular e o ângulo OSO é 119,5º. Este ângulo é menor do que120º porque a repulsão par isolado-par ligante é maior do que a repulsãoligante-ligante e as duas ligações enxofre-oxigénio são empurradas. Figura 21 – representação de Lewis da molécula SO2. Amoníaco (NH3) – Nesta molécula existem três pares ligantes e um parde electrões não compartilhados, associado ao átomo central de azoto. Adistribuição espacial global dos quatro pares electrónicos é tetraédrica.Contudo, como um dos pares desses electrões é isolado, a geometriaresultante é piramidal trigonal. A repulsão entre o par isolado e os dupletos 57
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaligantes é a mais forte, e os três pares NH são empurrados uns contra osoutros. Assim, o ângulo HNH é de 107,5º, ou seja, é menor do que o ângulotetraédrico. Figura 22 – representação da molécula NH3. Água (H2O) – A molécula da água é constituída por dois pares ligantese dois pares de electrões não compartilhados em redor do oxigénio, conformedemonstrado na representação de Lewis. Figura 23 – representação de Lewis da molécula H2O e representação da mesma em 3D. Tal como no amoníaco, o arranjo espacial dos átomos é tetraédrico.Mas agora, o átomo central possui dois dupletos de electrões não ligantes cujatendência é afastarem-se o mais possível um do outro. Como resultado, oângulo HOH é de 104,5º e a geometria final é angular. (NOTA: O ângulo não éainda menor porque a partir daqui surgem as repulsões entre os dupletosligantes) 2.4.2.3. Isomerismo Sempre que dois compostos químicos tenham a mesma fórmulamolecular mas diferente estrutura são denominados isómeros. Este fenómenopermite que se obtenham propriedades físicas e químicas diferentes, uma vezque os átomos estão dispostos de maneira diferente. A química orgânica é,uma área com bastantes exemplos destes compostos. 58
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Existem vários tipos de isómeros: Isómeros de posição Os isómeros possuem o mesmo grupo funcional e têm a mesma cadeiacarbonada, mas diferem na posição de uma ramificação, do grupo funcional oude uma ligação múltipla. 1 – cloropropano 2 - cloropropano Figura 24 – Exemplos de isómeros de posição. butano metilpropano ou isobutano 1 - metil - 1 - propanol 2 - metil - 1 - propanol A série de xilenos, solventes industriais importantes, é outro exemplodeste isomerismo: cada molécula é constituída por um anel de benzeno e doisradicais metilo, que podem estar em posição orto (juntos), meta (separados),ou ainda para (os radicais estão completamento opostos em relação ao anelaromático). Figura 25 – Série de xilenos orto meta para 59
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Isómeros de cadeia Embora possuam o mesmo grupo funcional, estes isómeros têm cadeiascarbonadas diferentes. metoxipropano etoxietano Figura 26 – Exemplos de isómeros de cadeia. Estes isómeros existem porque o carbono tem a capacidade decatenação, isto é, de formar ligações consigo mesmo. Por este motivo existemas cadeias de carbonos e tantas possibilidades de combinação de radicais egrupos 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 emcompostos com ligações duplas, com cadeia carbonada fechada ou ainda seos grupos ligados à cadeia principal estejam associados a carbonos diferentes.As propriedades físicas dos isómeros cis (com os grupos do mesmo lado) etrans (com os grupos em lados opostos) são diferentes. 60
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Um exemplo típico da química orgânica é os dois butenos, de cujoisómero 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 seusátomos. Estes isómeros ópticos podem ser enantiómeros ou diasteroisómeros. Os enantiómeros são compostos com imagens especulares nãosobreponíveis. Estes isómeros surgem aos pares, como os geométricos, e têma particularidade das respectivas propriedades físicas serem idênticas. Osenantiómeros do ácido tartárico, por exemplo, têm os mesmos pontos defusão, pontos de ebulição, a mesma solubilidade na água e em outrossolventes, os mesmos valores de pKa e até se comportam da mesma maneiraem reacções ácido – base. Figura 29 – Enantiómeros do ácido tartárico. Estes isómeros distinguem-se apenas pelo comportamento perante aluz polarizada. Esta luz consiste num conjunto de ondas electromagnéticas quese propagam numa única direcção. Uma lâmpada incandescente é uma fontede luz não polarizada, porque a luz é emitida e propaga-se em todas asdirecções. Para polarizar esta luz, utiliza-se um polarímetro cuja função édireccionar a luz em apenas uma direcção. 61
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Luz não polarizada Luz polarizada 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 aesquerda, o isómero é denominado levógiro (L). É de salientar que osenantiómeros rodam o plano de polarizção da luz sempre no mesmo ângulo,embora em direcções opostas. Dada esta propriedade, diz-se que sãoisómeros ópticos ou opticamente activos. Estes isómeros têm ainda aparticularidade de não se sobreporem; comportam-se como um objecto e a suaimagem no espelho ou como as mãos direita e esquerda. Designa-se pormistura racémica uma mistura equimolar de enantiómeros. Esta mistura nãoprovoca qualquer rotação do plano de polarização da luz, ou seja, éopticamente inactiva. Figura 31 – Enantiómeros da molécula C(Br)(SH)(OH)(NH2) Para reconhecer de existência de enantiómeros basta identificar se namolécula existe um átomo com geometria tetraédrica, com os quatro 62
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicasubstituintes (ou ligantes) diferentes. Este carbono é assimétrico e designa-sepor quiral ou estereocentro. Trocar dois dos substituintes entre si converte umenantiómero no outro. Esta reacção não ocorre espontaneamente, uma vezque exigiria a quebra de ligações em torno do carbono, e, por isso, umaenergia considerável. O facto dos enantiómeros desviarem a luz polarizada significa que elessão opticamente activos. A quantidade de isómeros opticamente activos, podeser determinada a partir da quantidade de carbonos quirais numa molécula: nºde isómeros opticamente activos = 2n, em que n representa o número deestereocentros. Por exemplo, na molécula 3 – metil – 2 – pentanol, osestereocentros estão marcados com *:nº de isómeros opticamente activos = 2nnº de isómeros opticamente activos = 22 = 4 Figura 32 – Determinação do número de isómeros opticamente activos Se todos os átomos tetraédricos numa molécula têm dois substituintesiguais a molécula será aquiral (ex: o 2-propanol) Rodando a molécula, obtém-se a forma inicial Figura 33 – Reconhecimento da molécula 2 - propanol como aquiral. 63
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Algumas propriedades das substâncias do dia-a-dia decorrem do factode serem enantiómeros. Por exemplo, os aminoácidos dextrógiros são docesenquanto que os aminoácidos levógiros são amargos ou insípidos. O aromados limões e das laranjas deve-se ao limoneno e aos seus dois isómerosópticos. Figura 34 – Limoneno. A nível farmacológico, em muitos medicamentos apenas uma dasformas dos isómeros é activa. Por exemplo, uma forma da talidomida pode seradministrada a grávidas para combater o enjoo, enquanto que a outra forma étóxica para o feto (Gil, 1996). Os diasteroisómeros são os compostos anteriormente designados porisómeros geométricos ou cis-trans. As moléculas diferem no arranjo espacialdos seus átomos, sem, no entanto, serem imagem especular uma da outra. Figura 35 – Dois diasteroisómeros do 1,4 - dimetilcicloexano 64
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química O mapa seguinte representa um resumo dos tipos de isómeros que sepodem identificar. Isómeros de posição Isómeros Isómeros constitucionais de cadeia Isómeros funcionais Isómeros Enantiómeros (isómeros ópticos) Estereoisómeros Diasteroisómeros (isómeros geométricos) Figura 36 – Resumos dos tipos de isómeros. 2.4.3. Concepções alternativas em estrutura molecular Nem mesmo os melhores alunos conseguem responder acertadamentea todas as perguntas. Por vezes expressam apenas “palavras memorizadas”.Quando questionados mais pormenorizadamente, esses alunos revelam assuas falhas na completa compreensão dos conceitos, apesar dos professoresusarem os exemplos e analogias mais úteis. O que acontece é que muitosdesenvolveram conceitos fundamentais errados desde o início da vida escolar,interferindo negativamente nos anos futuros. Podem-se categorizar algumascaracterísticas das concepções alternativas (Santos, 1991): Conceito pré-concebidos têm base nas experiências do dia-a-dia – osconceitos são representações que cada um faz do mundo e de acordo com asua maneira de ver. Esta construção face ao mesmo acontecimento varia dealuno para aluno pois é uma interpretação pessoal. Num contexto científico, o 65
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicauso das mesmas palavras na vida quotidiana e em ciência pode alimentar aconcepção de ideias erradas. Têm uma natureza estruturada – como são interpretações do meiocircundante, as concepções deixam de ser simples e isoladas, para setornarem progressivamente gerais e complexas. Desta forma elas esclarecemmuitas mais experiências. Noções científicas erradas apreendidas de diversas fontes sãoinfluenciadas por questões religiosas, culturais e sociais. As concepções são sensatas e úteis para quem as constrói porque sãosignificativas de acordo com os seus modelos de pensamento. Mesmo com o ensino formal, as concepções alternativas persistem. Namentalidade do aluno elas fazem sentido e os métodos tradicionais de ensinonão são suficientes para as alterar. De facto, estudos recentes acerca doconhecimento dos alunos revelam que estes não compreendem, na essência,alguns dos conceitos fundamentais, básicos no estudo da disciplina. Apesardas concepções alternativas diminuírem com o avanço da vida académica, elaspersistem nos alunos universitários. Com frequência se pode constatar que as concepções alternativas têmcarácter regressivo. Mesmo após os alunos terem dado provas queultrapassaram as suas ideias erradas, elas manifestam-se mais tardeocasionando uma paragem na evolução de determinados conceitos. Estaregressão poderá ser a prova que o ensino das ciências não é tão efectivoquanto o pretendido. Os conceitos cientificamente correctos não têm impactosuficiente sobre os alternativos. Estes estão mascarados pela memorizaçãodos primeiros para alcançar o êxito escolar. Conceitos errados desenvolvem-se quando se ensina ciência, para quenão se proporcionem conflitos internos com a sua própria sabedoria.Normalmente, os alunos constroem modelos mentais tão fracos que elespróprios não confiam. O que acontece é que, por vezes, os alunos não seapercebem das suas próprias contradições. Usam concepções diferentes parainterpretar situações que exigem a mesma explicação e/ou recorrem àsmesmas concepções para explicar fenómenos distintos. As concepções históricas da ciência repetem-se nas concepçõesalternativas dos alunos. Alunos de várias idades revelam concepções 66
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaalternativas que correspondem a modelos que já foram aceites pela ciência, eque foram, posteriormente, refutados ou alterados. Perez & Carrascosa (1985)sustentam que este paralelismo com as ideias históricas se deve à semelhançada metodologia usada pelas crianças e pelos cientistas do passado. Por outrolado, Wandersee (1986) sustenta a hipótese de que a história da ciência podeser usada pelos alunos como instrumento de descoberta e transposição dassuas concepções alternativas. Geralmente, estas concepções alternativas estão muito enraizadas etêm que ser anuladas e substituídas pelas correctas. Apesar de poderem serfacilmente ultrapassadas e corrigidas até pelos próprios alunos, nem sempre éfácil convencê-los de que o que eles já sabem está errado! Os estudos nestecampo revelam que novos conceitos não se conseguem ensinar se existiremoutros que expliquem os fenómenos que os rodeiam, uma vez que estesúltimos fazem todo o sentido para os alunos. O professor não deve, de modoalgum, subestimar estas ideias; deve identificar as ideias pré-concebidas dosalunos, confrontar todos os raciocínios e, por fim, ajudar a reconstruir osconhecimentos, baseados agora nos modelos científicos. Antes de serem corrigidas, as concepções alternativas têm de seridentificadas. Existem compilações das ideias mais comuns e de testes queajudam a reconhecê-las, apesar de pequenas discussões em grupo serem, namaioria das vezes, suficientes. No entanto, o professor pode adoptar outrosmétodos para identificar as concepções alternativas: entrevistar alunos, assistira discussões entre pares ou até projectar estudos empíricos para testardeterminadas hipóteses relativas às concepções (Santos, 1991). A experiênciapermite ao professor fazer este trabalho sem provocar no aluno oconstrangimento de perceber que o que ele sabe está errado! Os estudantessempre surpreendem os professores com novas ideias e raciocínios… Não sepode nem deve subestimar a força e a persistência das barreiras aoconhecimento científico: confrontá-las é difícil para professores e alunos. As estratégias para ultrapassar as dificuldades dos alunos baseiam-sena investigação feita à forma como o ser humano pensa: a chave do sucesso égarantir que os alunos construam correctamente o seu conhecimento científico.Duas formas para o conseguir é seleccionar demonstrações para a aula e criar 67
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicamapas de conceitos: com esta técnica, os alunos aprendem a visualizar umgrupo grande de conceitos e das relações entre eles. A aprendizagem é aindamais efectiva se estes mapas forem construídos num grupo cooperativo. Ajudar os alunos a reconstruir o seu conhecimento é uma tarefa difícil eque necessariamente requer tempo a outras actividades. Para o alcançarpodem-se seguir os passos: Antecipar as ideias pré-concebidas mais comuns, recolhidas dabibliografia. Encorajar os alunos a mostrar o que já sabem sobre um determinadoassunto, 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 professoresjá se deparou com alunos com dificuldades em entender conceitos químicos, ena sua transposição do abstracto para o concreto. Esta resistência pode ser, noentanto, extremamente motivadora e aliciante para o professor. Também aspróprias concepções alternativas que os alunos trazem para a sala de aulapodem ser desafiadoras e motivo de exploração. De facto, alguns alunos nãoconseguem incrementar os seus estudos devido aos conceitos errados quecarregam dos anos anteriores ou até das suas vivências extra-escolares. A estrutura tridimensional de átomos e moléculas e as suas interacçõesdinâmicas são de extrema dificuldade para os alunos. Os modelos molecularessão de uma utilidade extrema, mas não permitem explorar estruturaselectrónicas, nem contabilizar a energia envolvida, nem permitem compararcom 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 suasinteracções dinâmicas. Visto que os alunos têm diferentes capacidades emvisualizar mentalmente estruturas 3D que na realidade não se vêem, muitosdeles nunca aprendem adequadamente certos conceitos básicos. Também os alunos são capazes de usar fórmulas e equações, deacertarem equações de acordo com a Lei de Lavoisier, sem compreenderem 68
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicana essência o significado das fórmulas e das partículas que representam(Jones, 1996). Reúnem-se de seguida algumas ideias apresentadas pelos alunos sobreligações, estruturas moleculares e algumas propriedades. Algumas das ideiasJ1-J7 são apresentadas na bibliografia da especialidade – por exemplo(Molecular Structure and Properties, 2005) – mas outras emergem dasconversas tidas com alunos e professores de Química. J1. Em vez de usar a “regra do octeto” como um guia para identificarestruturas mais estáveis, os alunos estabelecem as ligações de modo asatisfazer esta regra – “camadas energéticas” preenchidas originam ligações. J2. As repulsões entre os pares electrónicos ligantes não influenciam aforma da molécula. J3. Os pares de electrões não ligantes não participam na determinaçãoda geometria molecular. J4. É a polaridade das ligações intra-moleculares que determina ageometria. J5. Os átomos em moléculas como o metano estão todos no mesmoplano. J6. As cadeias nos hidrocarbonetos são lineares. J7. As moléculas cíclicas são planares. 69
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química2.5. Aspectos metodológicos na investigação em educação 2.5.1. Estudo de caso Como definição, um estudo de caso consta de uma abordagem empíricaque investiga um fenómeno actual no seu contexto real quando os limites entredeterminados fenómenos e o seu contexto não são claros e no qual se usamdiversas 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 daexperimental (em que o fenómeno é separado do contexto), da histórica (emque se estudam acontecimentos passados) e da descritiva (onde se estudafenómeno e contexto mas em que este é demasiado limitado). Das várias estratégias, o estudo de caso é a mais adequada quando oinvestigador não controla os acontecimentos e o estudo focaliza-se nainvestigação 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 deinformações e de vivências. Com a percepção de cada participante do estudo,acerca do tema escolhido, consegue-se uma melhor compreensão da suanatureza e dinâmica. Por outro lado, um estudo de caso provoca nosintervenientes uma certa reciclagem pessoal, porque ficam expostas as suaspróprias vivências. Nesta metodologia observa-se detalhadamente um indivíduo, umcontexto, um determinado acontecimento ou até uma fonte de documentos. Oinvestigador concentra-se numa situação tão específica quanto pretender eidentificar os diversos processos interactivos em curso. Por outro lado, dadaessa especificidade a possibilidade de generalizações é pequena (Rocha,2005). Para que um estudo de caso faça sentido é necessário definir asquestões de investigação, ou seja, as proposições sobre o que está a serestudado e que focalizam a atenção do investigador, as unidades de análise,que serão programas, acontecimentos, indivíduos, processos, instituições ou 70
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicagrupos sociais, a lógica que liga dados e proposições e ainda os critérios paraa interpretação dos resultados. Sendo a natureza do estudo de caso qualitativa, o investigador deveprimeiramente definir o problema de investigação, proveniente da sua própriaexperiência, de situações ligadas à sua vida prática ou ainda de deduções apartir da teoria, de revisão da literatura ou de questões sociais. De seguida,formulam-se as questões de investigação acerca de processos (explicarporque é que algo acontece e como) e da tentativa de compreensão dosacontecimentos (o que aconteceu, porque e como), e que não devem serdemasiado 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 maisimportantes ao seu estudo de caso. Assim, Yin (1984) evidencia a“necessidade de definir as questões de investigação: as proposições quefocalizam a atenção do investigador sobre algo que deverá ser observadodurante o estudo; a(s) unidade(s) de análise que poderão ser um ou maisprogramas, acontecimentos, indivíduos, processos, instituições ou grupossociais conforme se trata de um estudo de caso único ou de casos múltiplos; alógica que liga os dados às proporções; e os critérios para interpretação dosresultados”. (Yin, 1984). Por outro lado, Merriam (1998) tem a opinião que numestudo de caso de carácter qualitativo, “o investigador deverá definir oproblema de investigação. Seguidamente formulará as questões deinvestigação que não deverão ser muito específicas acerca de processos e detentativa de compreensão dos acontecimentos. A escolha da unidade deanálise é o passo seguinte. Existem várias técnicas para selecção de casos, 71
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicasendo as não probabilísticas as mais apropriadas para estudos de casoqualitativos.” (Merriam, 1988). Um estudo de caso qualitativo pode-se considerar simultaneamenteparticular, 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 serestudado e holístico, porque tem em conta a realidade na sua globalidade. Oque realmente interessa neste tipo de estudo é a compreensão e ainterpretação e não tanto o produto final. Esta investigação foi realizada tendo por base uma metodologiaqualitativa, que é, então, uma forma de estudar a sociedade que se centra naforma como as pessoas interpretam e dão sentido às suas experiências e aomundo em que vivem. É uma investigação descritiva em que os processos sãomais valiosos que os produtos ou resultados. Pode-se distinguir cinco características principais na investigaçãoqualitativa (Bogdan, 1994): 1. A situação inicial constitui a fonte de dados e o investigador é oinstrumento de recolha de dados. 2. A principal preocupação é descrever, e em segundo plano estáanalisar os resultados. 3. Além dos resultados finais, o processo é igualmente importante. 4. Os dados são analisados indutivamente, reunindo todas as peças dopuzzle. 5. Interessa, essencialmente, o porquê das coisas, isto é, o significadodas coisas. Não é rigorosamente necessário optar em exclusivo por um métodoqualitativo ou por um quantitativo: pode-se escolher uma combinação deatributos pertencentes a cada um deles. No entanto, tal conjugação demétodos poderá ter implicações em termos teóricos, uma vez que diferentesmétodos assentam em diferentes pressupostos. Deve-se, portanto, analisarcada conjunto de dados à luz do seu método e da sua teoria para que sepossam complementar (Ferreira, 1998). 72
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química 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 estudoé a revisão da literatura referente à área de estudo, quer de natureza teóricaquer de natureza investigativa. É importante porque poderá contribuir para aconceptualização do problema, a realização do estudo e a interpretação dosresultados. Para a recolha de dados as técnicas vão desde a observação, aentrevista, o questionário e a análise documental. A análise dos dados deve ser o mais rigorosa possível e deve ser feita àmedida que se recolhem esses mesmos dados, num estudo de casoqualitativo. Igualmente importante é assegurar a validade e a fiabilidade do estudo.A validade interna diz respeito à correspondência entre os resultados e arealidade, isto é, a necessidade de garantir que estes traduzem a realidadeestudada. A fiabilidade diz respeito à replicabilidade do estudo, ou seja, ànecessidade de assegurar que os resultados obtidos seriam idênticos aos quese atingiriam se o estudo fosse repetido. O estudo será tanto melhor seconseguir generalizar os seus resultados a diferentes situações. Neste casodiz-se que está assegurada a validade externa da investigação. A validade interna pode ser certificada de diversos modos: 73
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Utilizando vários investigadores, varias fontes de dados ou diversosmétodos; Verificando se os dados recolhidos estão de acordo com o que osparticipantes disseram ou fizeram e se a interpretação está correcta; Realizando várias observações do fenómeno ou observando-o duranteum 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 formacomo o estudo foi realizado com todo o pormenor e rigor, acompanhada dadescrição da teoria subjacente e do processo de recolha de dados e da formacomo se obtiveram os resultados. É de todo conveniente que uma investigação apresente, também,validade externa, ou seja, a possibilidade de generalização dos resultados aoutras situações. Para certificar um bom estudo de caso, ele deve: ser relevante ecompleto, considerar perspectivas alternativas de explicação, evidenciar umarecolha 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 terrenorecolhem-se dados de forma sistematizada, que posteriormente se comparam.O inquérito não se destina propriamente a uma avaliação quantitativa, masantes a uma recolha de dados para responder a um determinado problema. A principal característica que de um inquérito por entrevista é que estarealiza-se na presença do autor. Na realidade, os procedimentos técnicos deconcepção e de administração de inquéritos depende indiscutivelmente dapresença ou ausência do autor. Ao utilizar o método da entrevista, há um entrevistador que pretendeobter informação do entrevistado: perceber dificuldades, avivar valores,preferências e pontos de vista. É uma metodologia de pesquisa qualitativapoderosa a testar, formular hipóteses e a recolher informação. Este tipo de 74
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicainquérito 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, aoseleccionar uma fonte de informação estão a rejeitar-se outras, pelo que éimperioso 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 nãoexiste em documentação, ou, caso exista, não é fiável é necessáriaconfirmação. - Em situações em que o ganho de tempo é primordial, recorrendo-se aespecialistas. Conforme as contingências do ambiente e os objectivos, as entrevistaspodem ser ramificadas em três tipos: Estruturadas – há um conjunto fixo de perguntas em que a sua ordeme redacção é a mesma para todos os entrevistados, ou seja, os conteúdos e osprocedimentos são organizados previamente. Utiliza-se, preferencialmente,este tipo de entrevista em sondagens feitas a grandes populações e onde ograu de liberdade do inquirido é reduzido. Da mesma forma, o entrevistadortem pouca liberdade para modificar que o estabeleceu antes. Tudo o que sepassa no encontro com os entrevistados é planeado. A entrevista estruturadaapresenta limitações graves tais como a impossibilidade de abordagem deconceitos relevantes não previstos e uma escassa compreensão doconhecimento processual do entrevistado. Não estruturadas – caracteriza-se por fornecer uma compreensãogeral do problema bem como os métodos adequados à sua resolução; aentrevista é uma conversa livre, baseada numa questão motivadora inicial e naqual o entrevistador aprofunda opiniões quando acha necessário. O principalobjecto de estudo é o sujeito: o entrevistador tem como meta compreender umdeterminado fenómeno sob a perspectiva do entrevistado. Este tem, aliás, totalliberdade de expressão porque não exista qualquer tipo de influência por partedo investigador. 75
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Semi-estruturadas - as perguntas são previamente formuladas mascom liberdade suficiente para alterar a sua ordem, de acordo com oentusiasmo do entrevistado e das suas respostas. De facto, não há umasequência rígida: o entrevistador vai seguindo as respostas que obtém,podendo surgiras aspectos não considerados à partida. Ele pode tambémclarificar o sentido das respostas colhidas, ou colocar questões que nãoestavam 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 aoentrevistado e o grau de profundidade de informação (no sentido dequantidade de informação de acesso reservado) obtida são variáveis, no queresultam entrevistas dominantemente informais, dominantemente formais oumistas. 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 osinterlocutores e a facilidade de análise de respostas (Grawitz, 1993). Na realidade, as questões que compõem o guião da entrevista devemexpressar claramente aquilo que o investigador pretende averiguar, pelo que éaconselhável dedicar alguma atenção ao seu formato e ao modo de resposta. A seleccionar o modelo das questões, o entrevistador deverá ter emconta 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 oentrevistado. A reflexão sobre estes factores ditará um conjunto de questões quepodem ser directas ou indirectas, específicas ou gerais, concretas ou deopinião, questão ou afirmação. No entanto, cada formato não deve ser 76
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Químicaconsiderado individualmente dado que uma mesma questão pode assumirdiferentes formatos simultaneamente. É ainda de salientar que quanto menos claro for o objectivo dasquestões, isto é, se elas forem indirectas, maior é a probabilidade de obterrespostas verdadeiras e abertas. Além disso, tanto as questões concretascomo as de opinião podem induzir respostas pouco verdadeiras pois, nem asprimeiras geram sempre respostas concretas, nem as últimas implicam,necessariamente, opiniões honestas.Na seguinte tabela, estão resumidos os tipos de respostas que se podemobter, bem como as suas vantagens e desvantagens (Ribeiro, 2005): Modo de resposta Vantagens vs desvantagens A resposta não estruturada permite ao entrevistado Estruturada vs não estruturada responde de um forma livre. Os dados obtidos numa resposta não estruturada são difíceis de codificar e de quantificar. O entrevistado deve responder de imediato à questão, Fill-in mesmo que a resposta se limite a uma só palavra ou frase. O entrevistado deve anotar a sua resposta sob a Scaled forma de uma afirmação seleccionada de um conjunto de alternativas que lhe são concedidas. Os dados obtidos são fáceis de codificar. A resposta é dada sob a forma de uma classificação Ranking ou ordenação de palavras ou afirmações. Os dados obtidos são fáceis de codificar. A resposta, no modo Checklist, é seleccionada de entre um conjunto de alternativas apresentadas. Checklist vs categorical 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 emcausa. 77
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química É inevitável que, durante a entrevista o investigador se envolva na vidado aluno, porque o seu trabalho baseia-se na conversa e na avaliação deopiniões e valores. Por este motivo, é criado um clima de informalidade ededuzida a distância entre os interlocutores, o que facilita a expressão livre doaluno e que só é vantajoso para a investigação. Este carácter livre exige, porparte do entrevistador, uma constante auto-análise do seu trabalho parafocalizar o diálogo nos seus objectivos (Almeida, 2004). No início da entrevista há pouca informação partilhada entreinvestigador e entrevistado e cada um sabe pouco acerca do outro. Segundo omodelo 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 emfazer a sua apresentação, a apresentação do problema da pesquisa e daexplicação do papel destinado ao entrevistado, fazendo-o compreender do seuimportante papel na investigação: ele toma consciência da sua função e atécolabora com mais entusiasmo e interesse. Visto que investigador e entrevistado estão na presença um do outro, énecessário gerir a influência do primeiro sobre o segundo, as suas diferenças(idade, género, sociais e culturais) e a sobreposição de canais decomunicação. É inevitável a assimetria entre os dois intervenientes, o que pode limitara sua comunicação uma vez que o entrevistado pode não colaborarabertamente ou responder segundo o que pensa que o investigador desejaque ele responda. Este facto pode ainda ser agravado se o entrevistadorinduzir e/ou excluir respostas. Quanto aos canais de comunicação, o entrevistador tem que terespecial cuidado não só com o conteúdo e estruturação da entrevista, mastambém com a entoação dada na pergunta, a sua postura, a sua mímica, poispode influenciar as respostas (Ferreira, 1998). 78
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Para o correcto emprego desta metodologia de investigação énecessário que o investigador tenha em conta três momentos: antes, durante edepois da entrevista. Antes da entrevista L1. Definir os objectivos a atingir – para afirmar à posteriori se estesforam ou não alcançados e provar o sucesso do estudo. L2. Construir o guião da entrevista – consiste em estruturar osobjectivos sob a forma de variáveis e operacionalizar estas em perguntasadequadas, segundo uma ordem de acordo com as metas a atingir. Com baseno tipo de estudo, estudar as questões a colocar, questões essas que serão dotipo fechado ou aberto, directo ou indirecto, específicas ou não específicas. L3. Inferir acerca do modo de resposta: estruturada ou não, porlistagem, por escala, etc. L4. Escolher os entrevistados – estes devem ser adequados aosobjectivos da entrevista. Pode-se escolher uma amostra intencional (cominformadores qualificados) ou feita aleatoriamente. No caso de umainvestigação qualitativa, o número de entrevistados deve ser pequeno. L5. Preparar as pessoas a serem entrevistadas – é necessário informaros entrevistados acerca dos resultados que se espera obter da entrevistamostrar a razão de terem sido escolhidos, clarificando o seu importante papelpara a investigação em curso. É positivo para os resultados da investigação,que os alunos saibam da importância do seu contributo: ao saberem, ficammais à vontade e tornam-se mais participativos. L6. Marcar data, hora e local – consiste num investimento por parte doinvestigador, já que garante a disponibilidade do entrevistado e demonstraprofissionalismo. Durante a entrevista M1. Explicar o que somos e o que se pretende M2. Escolher uma questão inicial que coloque o entrevistado no tema daconversa. Estes momentos iniciais, em que se esclarecem objectivos e serelembram as informações partilhadas no contacto prévio, são de extremaimportância porque propicia um ambiente de maior à vontade nosintervenientes. 79
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química M3. Obter e manter a confiança ao longo de toda a entrevista. M4. Saber escutar: o entrevistador deve deixar que as respostas fluamcom naturalidade, sem pressões ou indução de opiniões, porque o queinteressa é o que o aluno tem a dizer. Devem-se respeitar as pausas e ossilêncios como parte da reflexão e questionar sem interromper a linha dopensamento. Este comportamento demonstra um imperioso respeito peloaluno. Determinante para o sucesso da investigação é a arte que oentrevistador tem saber escutar e não cortar a palavra do entrevistado: deveser respeitado o tempo de adaptação, os silêncios, a sua forma de exprimir erecorrer a perguntas de aquecimento. M5. Manter o controlo com diplomacia M6. Utilizar perguntas de aquecimento, sempre que as respostastendam a ser curtas e incompletas, e de focagem, caso aumente muito o fluxode informação. M7. Evitar respostas do tipo Sim/Não, uma vez que o percursodeterminado não se deve basear uma abordagem puramente técnica. M8. Adoptar uma postura de neutralidade e aceitar todas as respostassem expressão facial, para que o entrevistado não pense que está a dizer algode “errado” e para que não haja qualquer tipo de influência, isto é, para que oinquirido não tente responder ao que acha que o entrevistador quer. M9. Mostrar interesse e vontade de saber mais detalhes, até paraclarificar contradições. M10. Enquadrar as perguntas melindrosas ou, se possível, evitá-las. No início do contacto entre os interlocutores, é conveniente sintetizar otrabalho 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 ainvestigar. 80
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química Depois da entrevista N1. Registar as observações sobre o comportamento do entrevistadoutilizando, por exemplo um gravador, para que o centro das atenções doinvestigador não seja o registo das respostas, mas sim o conteúdo daconversação. N2. Registar as observações sobre o ambiente em que decorreu aentrevista. Estes registos são muito importantes para avaliar a autenticidadedas respostas segundo o grau de liberdade concedido. N3. A análise dos resultados é um processo moroso e que exigetranscrição da entrevista, agrupamento de unidades com significadosemelhante e eliminação de redundâncias. Esta etapa permite uma melhorcompreensão de todo o estudo e, por vezes, obriga à formulação de novaestratégia 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 aparcialidade das respostas, que poderá comprometer a validade do estudo. Asconclusões e generalizações de todas pesquisas, qualquer que seja o seutamanho, são condicionadas em termos de validade e fiabilidade. Embora a escolha da entrevista como metodologia de investigaçãodependa sobretudo dos objectivos do estudo, ela apresenta diversasvantagens, tais como: O1. Promove uma relação interactiva entre os interlocutores,influenciando-se reciprocamente. O2. Permite aprofundar questões e duvidas porque a interacção édirecta, ou seja, a resposta é imediata. O3. É passível de ser aplicada em qualquer assunto e por qualquerpessoa. O4. Podem-se registar comportamentos e atitudes do entrevistado. O5. É particularmente interessante porque se geram informações maispessoais e permite focar assuntos pessoais, que através de outrasmetodologias não teriam tão bons resultados. 81
  • ____________________________________________Estereoscopia Digital no Ensino da Química A entrevista pode ainda ser considerada como método de ensino –aprendizagem porque, por vezes, os próprios alunos esclarecem dúvidas, ouseja, 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 pertencemsomente ao sector restrito onde foram recolhidos. A subjectividade, parcialidade e influência do entrevistador são fatais eimpossíveis de anular, dado o carácter directo de recolha de dados. É uma metodologia que assenta, em grande parte, nas habilidades equalidades do entrevistador. O que as pessoas dizem que fazem não é o mesmo que elas fazemou que pretendem fazer consciente ou subconscientemente. É restrita a pequenos Universos. 82