UMA REVISÃO DE LITERATURA SOBRE MODELAGEM MOLECULAR

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A modelagem molecular a partir do uso de softwares tem se tornado ferramenta importante para a química profissional, bem como facilitadora na compreensão das propriedades de átomos e moléculas. Atualmente, antes do trabalho em laboratório, o uso da modelagem tem sido a primeira etapa no longo processo de síntese de novos produtos em indústrias de fármacos, cosméticos, dentre outras. Este trabalho busca oferecer uma breve revisão da literatura de ensino de química nos últimos dez anos sobre o tema modelagem molecular. Foram pesquisados os termos “modelagem molecular”, “molecular modeling” e “modelaje molecular” nos títulos e resumos dos principais periódicos de ensino de química do Brasil, da América Latina, dos Estados Unidos e da Europa.

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UMA REVISÃO DE LITERATURA SOBRE MODELAGEM MOLECULAR

  1. 1. Doutoranda: Adriana de Farias Ramos – IFRS Orientador: Agostinho Serrano – ULBRA/RS UMA REVISÃO DE LITERATURA SOBRE MODELAGEM MOLECULAR III Encuentro Nacional de Enseñanza de la Matemática I I Congreso Internacional de Enseñanza de las Ciencias y la Matemática Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática Universidade Luterana do Brasil – ULBRA/RS
  2. 2. Modelagem molecular: do que falamos? • A aplicação de modelos teóricos para representar e manipular a estrutura de moléculas, estudar reações químicas e estabelecer relações entre a estrutura e propriedades da matéria (SANTOS, 2001); • A parte da química que trata da investigação de estruturas moleculares e propriedades usando a química computacional e técnicas de visualização gráfica, a fim de fornecer uma representação plausível tridimensional sob um determinado conjunto de circunstâncias. (IUPAC, 1997). SANTOS, Hélio F. O Conceito da Modelagem Molecular. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, no 4, maio, 2001. IUPAC. Glossary of Terms Used in Computational Drug Design. Pure Appl. Chem., Vol. 69, no. 5, pp. 1137-1152, 1997.
  3. 3. Objetivos e Aplicações da Modelagem • Principal Objetivo: prever o comportamento de sistemas reais. • Algumas Aplicações:  obtenção de novos produtos para a indústria de cosméticos (SCOTTI et. al., 2007);  criação de estratégias de combate à AIDS (PEÇANHA, 2002);  pesquisa de processos de polimerização (LENZI, 2004);  produção de fármacos (BARREIRO, 2002), dentre outros. BARREIRO, Eliezer J. et al. A química medicinal de N-acilidrazonas: novos compostos-protótipos de fármacos analgésicos, antiinflamatórios e anti-trombóticos. Quím. Nova, São Paulo, v. 25, n. 1, 2002. LENZI, Marcelo K.; LIMA, Enrique L.; PINTO, José C. Modelagem da polimerização simultânea de estireno em suspensão e emulsão. Polímeros, São Carlos, v. 14, n. 2, 2004. PEÇANHA, Emerson P.; ANTUNES, Octavio A.C.; TANURI, Amilcar. Estratégias farmacológicas para a terapia anti-AIDS. Quím. Nova, São Paulo, v. 25, n. 6b, 2002. SCOTTI, Luciana; SCOTTI, Marcus Tullius; CARDOSO, Carmem, et. al. Modelagem Molecular Aplicada ao Desenvolvimento de Moléculas com Atividade Anti-oxidante Visando ao Uso Cosmético. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, vol. 43, n. 2, abr./jun., 2007.
  4. 4. Modelagem Molecular: o que pretendemos? Oferecer uma aplicabilidade pouco usada no Brasil e América Latina Produção de pesquisa em modelagem aplicada ao ensino de química Perspectiva de Integração da modelagem molecular aos currículos
  5. 5. A Revisão da Literatura • Buscamos os principais periódicos especializados em ensino de química e de ciências:  Chemistry Education: Research and Practice  Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias  Journal of Chemical Education  Revista Electronica de Investigacion en Educacion en Ciencias  Química Nova  Química Nova na Escola  Journal of the Brazilian Chemical Society
  6. 6. A Revisão da Literatura • Formas de busca A pesquisa foi realizada nas páginas dos periódicos na internet, com a ferramenta “search”, buscando as entradas no título e no resumo dos termos:  Molecular Modelling  "quantum chemistry" and (education or learning or teaching or instruction)  O período da busca: os últimos 10 anos
  7. 7. Resultados da Análise dos Artigos Em função da natureza dos artigos encontrados, dividimos os trabalhos em três categorias distintas (BODGAN; BIKLEN, 1994): 1) Experimento Trabalhos produzidos a partir de estudos teóricos (sínteses ou outros experimentos de natureza teórica) desenvolvidos em laboratório cujos resultados foram relatados em artigo BODGAN, Robert; BIKLEN, Sari K. Investigação qualitativa em educação. Porto, Portugal: Ed. do Porto, 1994.
  8. 8. 2) Aplicação Didática (in the classroom) Relatos de trabalhos ou projetos desenvolvidos com alunos de graduação em sala de aula ou em laboratório que utilizam softwares de modelagem molecular como centro do trabalho ou como ferramenta auxiliar Resultados da Análise dos Artigos
  9. 9. 3) Pesquisa em Educação Esta categoria apresenta trabalhos teóricos ou aplicados de pesquisa na área de educação Resultados da Análise dos Artigos
  10. 10. Não foram encontrados trabalhos nos seguintes periódicos:  Revista Electronica de Investigacion em Educacion em Ciencias Descrição dos Trabalhos Encontrados
  11. 11. Descrição dos Trabalhos Encontrados Ao todo, foram encontrados 192 artigos que abordam diretamente a modelagem molecular: Em números absolutos, foram 82 trabalhos na categoria aplicação didática, 83 em experimentos e 27 em pesquisa em educação. 43.2% 42.7% 14.1% Distribuição de Artigos por Categoria Experimento Aplicação Didática (ICR) Pesquisa em Educação (PCE) 5 10 15 20 25 30 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Número de artigos Ano da Publicação Número de Publicações por Ano com o termo Molecular Modeling
  12. 12. Detalhamento de Sanger & Badger II (2001) • JCE: estudo sobre a inserção de software de modelagem com estudantes universitários – polaridade e miscibilidade; • Estudo quantitativo: controle e experimental; • Os instrumentos de coleta de dados permitem categorizar o nível de concepção do conceito desde completa até nenhuma; • Conclusão: os estudantes que utilizam softwares saíram- se melhor que os demais (kits e gráficos impressos). SANGER, Michael J.; BADGER II, Steven M. Using Computer-Based Visualization Strategies to Improve Students’ Understanding of Molecular Polarity and Miscibility. Journal of chemical Education, Vol. 78, No. 10, 2001.
  13. 13. Detalhamento de Aksela e Lundell (2008) • CE-RP: percepção de professores finlandeses sobre o uso da modelagem na sua prática; • Questionários com perguntas abertas e fechadas; • Apontam prós e contras, sob o olhar docente; • O estudo apontou as ferramentas mais utilizadas; • Conclusão: mesmo com as ferramentas à disposição, os docentes não se sentem à vontade de utilizar sem domínio. AKSELA, Maija; LUNDELL, Jan. Computer-based molecular modelling: Finnish school teachers’ experiences and views. Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 2008, Vol. 9, pp. 301-308.
  14. 14. O Estado da Arte da Produção Científica de Modelagem Molecular EUA = 81; Brasil = 24; Canadá = 8; Reino Unido = 8;
  15. 15. Instituições no Brasil com Produção em Modelagem Molecular Boa produção •USP - 8 •UFPE - 6 Média Produção •UFMG - 4 •UFRJ - 4 Pouca Produção •UFBA – 2 •UFSM – 2 •UFPB – 2 •UFPI – 2 •UFPR – 2 •IMEng – 2 •UNICAMP – 2 •ULBRA - 1 •UMP – 1 •UFSC – 1 •UFF – 1 •UFJF – 1 •FED – 1 •FIOCRUZ – 1 •IF Piauí – 1 •FURG - 1
  16. 16. Relatos de Uso Restrições ao Uso Contradição Aplicação Didática Química Teórica Diferenças Regionais Educação Química Publicações Conteúdo Pessoais Dificuldades Grande parte dos sujeitos que utilizam, obt êm resultados melhores dos que não utilizam modelagem Resultados Considerações Finais
  17. 17. Referências • AKSELA, Maija; LUNDELL, Jan. Computer-based molecular modelling: Finnish school teachers’ experiences and views. Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 2008, Vol. 9, pp. 301-308. • BODGAN, Robert; BIKLEN, Sari K. Investigação qualitativa em educação. Porto, Portugal: Ed. do Porto, 1994. • BARREIRO, Eliezer J. et al. A química medicinal de N-acilidrazonas: novos compostos- protótipos de fármacos analgésicos, antiinflamatórios • e anti-trombóticos. Quím. Nova, São Paulo, v. 25, n. 1, 2002. • LENZI, Marcelo K.; LIMA, Enrique L.; PINTO, José C. Modelagem da polimerização simultânea de estireno em suspensão e emulsão. • Polímeros, São Carlos, v. 14, n. 2, 2004. • PEÇANHA, Emerson P.; ANTUNES, Octavio A.C.; TANURI, Amilcar. Estratégias farmacológicas para a terapia anti-AIDS. Quím. Nova, • São Paulo, v. 25, n. 6b, 2002. • SANGER, Michael J.; BADGER II, Steven M. Using Computer-Based Visualization Strategies to Improve Students’ Understanding of Molecular Polarity and Miscibility. Journal of chemical Education, Vol. 78, No. 10, 2001. • SANTOS, Hélio F. O Conceito da Modelagem Molecular. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, no 4, maio, 2001.
  18. 18. Muito Obrigada!

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