Aula 1 - TIC para o ensino de química e ciências

TIC para o Ensino de
Química e Ciências
Prof. Dr. Márcio Marques Martins
http://digichem.org
/digimarcio
http://slideshare.net/marciotics
marciomarques@unipampa.edu.br

Roteiro
1. O que são TIC?
2. Por quê usar TIC para
ensinar?
3. Vantagens/desvantagens
4. Teorias de Aprendizagem
5. Categorias de TIC
6. Exemplos de TIC no Ensino
de...

1. O que são TIC?
É a sigla para
Tecnologias da
Informação e
Comunicação

1. O que são TIC?
Termo usado desde a
década de 1980.
1997 - Reino Unido –
Dennis L. Stevenson

1. O que são TIC?
Resultam da
convergência das
mídias áudio-visuais,
redes (telefonia,
satélites,
computadores).

1. O que são TIC?
No Brasil, já foi
chamado de
Informática Educativa.

1. O que são TIC?
http://www.timetoast.com/timelines/70946

1. O que são TIC?
Um breve histórico
está disponível nesse
endereço:
https://goo.gl/z8bGq9

2. Por que usar TIC para
ensinar?
Levar a informação
a lugares em que a
escola/universidade
não chega.

ensinar?
Promover solução
inovadora para
problemas
tradicionais.

ensinar?
Permitir acesso a locais
ou situações fisicamente
inacessíveis ou
potencialmente
danosas.

ensinar?
TIC podem promover a
aprendizagem de forma
lúdica: jogos, desafios,
gincanas.

ensinar?
TIC podem promover a
aprendizagem de forma
interdisciplinar.

Vantagem: costumam facilitar a
vida do professor/aluno
quando se necessita realizar
uma tarefa complexa do
mundo real.

Desvantagem: costumam
dificultar a vida do
professor/aluno quando se
necessita realizar uma tarefa
simples do mundo real.

Vantagem: apenas alguns
cliques e um procedimento
complexo pode ser realizado.

Desvantagem: estimula o uso
irracional dos recursos
computacionais.

Vantagem: Qualquer pessoa
pode usar um software para
ensinar ou aprender.

Desvantagem: Qualquer pessoa
pode usar um software para
ensinar ou aprender. 

SOLUÇÃO: LER,
ESTUDAR, TREINAR E
SÓ DEPOIS APLICAR
TIC EM SALA DE
AULA.

4.1.Paradigmas de Ensino e
Aprendizagem com TIC
• Comportamentalismo/Behaviorismo
– Repetição/Reforços
• Cognitivista
– Descoberta
• Humanista
– Debates e resolução de problemas
• Social
– Interação/Colocar-se no lugar de...

– Teoria do Reflexo
• O reflexo condicionado foi uma das primeiras
abordagens realmente objetivas e científicas
ao estudo da aprendizagem.
• Forneceu um modelo que podia ser replicado
e verificado em laboratório.
http://www.uniriotec.br/~pimentel/disciplinas/ie2/infoeduc/aprcomportamentalismo.html

– Teoria Associacionista
• Aprendizagem consiste na formação de
ligações estímulo-resposta, e são fixadas ou
eliminadas em função das conseqüências.

– Behaviorismo de Watson
• Aprendizagem ocorre a partir de um
condicionamento das conexões estímulo-
resposta (reflexos).
• Novas conexões estímulo-resposta podem ser
construídas através do condicionamento
clássico pavloviano.
• Segundo Watson, o meio ambiente exerce
uma grande influência sobre o indivíduo.

– Behaviorismo de Skinner
• A aprendizagem é uma mudança de
comportamento que ocorre através de
reforços imediatos e contínuos a uma
resposta emitida pelo sujeito.
• Fortalecidas por sucessivas aproximações, as
respostas serão emitidas cada vez mais
adequadamente, até chegar ao
comportamento desejado.

• Cognitivismo
– Construtivismo
• como o indivíduo constrói suas estruturas
cognitivas para a aquisição do conhecimento?
– Interacionismo
• incorpora a experiência dos indivíduos ; cultura
integra o processo de construção do
conhecimento.
– Aprendizagem Significativa
• ocorre quando a nova informação relaciona-se
com várias outras informações já presentes na
estrutura cognitiva
http://www.uniriotec.br/~pimentel/disciplinas/ie2/infoeduc/aprcognitivismo.htm

• Humanismo (Maslow e Rogers)
– Segundo as teorias humanistas, aprender
leva à auto-realização e ao crescimento
pessoal.
– Aprendizagem não se limita ao aumento
de conhecimentos; não tem sentido falar
do comportamento ou da cognição sem
considerar o domínio afetivo.
http://en.wikipedia.org/wiki/Humanistic_education

• Humanismo (Maslow e Rogers)
– Uma grande ênfase é dada às escolhas do
estudante sobre o curso a seguir para a sua
educação.
– Eles são encorajados a fazer escolhas e a escolher
seus objetivos de aprendizagem.
http://www.uniriotec.br/~pimentel/disciplinas/ie2/infoeduc/aprendizagem.html

4.2.Teorias da aprendizagem digital
I. Conectivismo (George Siemens. A
learning theory for digital age, 2004)
II. Teoria da Flexibilidade Cognitiva (SPIRO,
1980)
III. Teoria dos Construtos Pessoais (George
Kelly, 1955)
IV. Teoria da Cognição Situada (vários
autores)

I.Conectivismo
– Aprendizagem se assemelha a tecer uma rede
com nós, cada nó pode ser uma pessoa, um
objeto, uma informação, um sentimento, etc.
– Conectar nós fracos é considerado uma
atividade;
– Envolver-se em atividades pode gerar
aprendizado;
– Vários nós fracos conectados formam uma rede
forte;
– Então, ocorre o aprendizado.

I.Conectivismo
–“SABER ONDE”: refere-se a “onde
encontrar os nós dentro da rede.
–“SABER COMO”: refere-se a “como
proceder para encontrar os nós”.
–“SABER O QUÊ”: refere-se àquilo que
deve ser localizado pelo indivíduo
para que o aprendizado ocorra.

I.Conectivismo
– O indivíduo deve possuir a habilidade de
enxergar conexões entre campos, idéias e
conceitos;
– A atualização do conhecimento é o mote central
em todas as atividades de aprendizagem
conectivistas;
– A aprendizagem é um processo de tomadas de
decisão constante;
– A decisão correta de hoje pode estar incorreta
amanhã devido à alteração no ambiente
informativo e, portanto, deverá ser aprimorada.

I.Conectivismo
– Aprendizagem depende da diversidade de
opiniões;
– Aprendizagem pode ocorrer em dispositivos não-
humanos;
– A capacidade de saber mais é mais importante
que a de apenas saber agora;
– As conexões devem ser mantidas e nutridas para
facilitar a aprendizagem contínua;
Aplicações: AVA, Ambientes de Realidade Virtual,
Redes Sociais, MOOC.

II.Teoria da Flexibilidade
Cognitiva
–indivíduos aprendem e
compreendem a natureza de
informações complexas mais
facilmente se essas informações
forem apresentadas com
múltiplas representações da
mesma informação em
contextos variados (hipertextuais,
visuais, auditivas, estudos de
casos, etc).

Cognitiva
• Promover o conhecimento de
forma não-linear e não-
memorística,
• reestruturar o conhecimento de
forma adaptável às exigências
situacionais.
• A transferência de saber para
novas aplicações configura o
aspecto flexível da teoria.

Cognitiva
• Aplicações:

III.Teoria dos Construtos Pessoais
• A aprendizagem é resultado
das tentativas da pessoa de
lidar com suas experiências
e é passível de mudança
através da experimentação.

• O processo de elaboração dos construtos
pessoais resume-se em cinco etapas:
• Antecipação: corresponde ao
início da aprendizagem. Ocorre
um convite para a participação
em um evento, cujo objetivo é
fazer uma busca nas concepções
e idéias pessoais necessárias para
compreender o evento.

• Investimento: Preparação
ativa no evento: leitura de
livros, artigos, pesquisas na
web. O conhecimento
evolui nessa etapa.

• Encontro: Ocorre o conflito
cognitivo. Utilização dos
recursos didáticos variados
selecionados para este
evento.

• Confirmação: Comparação
entre as informações
adquiridas antes e após o
encontro. As concepções
sobre o tema sofrem uma
reflexão, que pode
confirmá-las ou não.

• Revisão: Processo
construtivo no qual ocorre a
sedimentação dos
conhecimentos adquiridos.

• Aplicação:
simulações/modelagens.

IV.Teoria da Cognição Situada
• O saber e o aprender
emergem do indivíduo à
medida que ele
desenvolve suas
intenções (objetivos)...

• ...em ciclos de
percepção/ação usando
de suas efetividades
(habilidades em
percerber affordances e
invariantes)...

• ...direcionadas dentro de
contextos culturais
(comunidades de
práticas - CdP) que
podem ter objetivos e
verdades ainda maiores.

• Aplicações:
–Mundos Virtuais (Second
Life), Jogos
MMORPG/Detetive/RPG,
design instrucional, OVA,
AVA, etc.

• Aplicações:
–Aprender a usar um novo
software do zero ou a partir
de experiências prévias com
um outro software similar.

5.Categorias de TIC
• Duas principais categorias:
– Software de sistema: sistema operacional,
drivers e utilitários

5.Categorias de TIC
• Duas principais categorias:
–Aplicativos: editores de texto,
editores de slideshows,
navegadores, desenho,
ferramentas de autoria,
simuladores, ambientes de
modelagem, jogos, editores de
áudio, etc.

5.Categorias de TIC
• Aplicativos da Web:
–Suites de escritório, CMS (blogs,
sites), Ambientes Virtuais de
Aprendizagem, Repositórios de
Objetos Virtuais, Canais de
Vídeos/Podcasts, Wikis, etc.

6.1.Exemplos de TIC no
ensino de Química
Quais são os
“problemas” que a
Química ainda tem
por resolver?

A. “Inacessibilidade” do mundo
atômico/molecular
B. “Impossibilidade” de acompanhar
processos químicos “in situ” ou em tempo
real
C. Elevado formalismo das teorias químicas
D. Material didático com baixa
interatividade.
TIC no ensino de Química

A.“Inacessibilidade”
do mundo
atômico/molecular.

TIC no ensino de Química,
como usar?
Softwares podem
proporcionar “acesso”
à estrutura atômica ou
molecular.

como usar?
Softwares podem
proporcionar
visualização de
processos químicos.

como usar?
TIC podem viabilizar
projetos de ensino que
favoreçam
aprendizagem das
teorias químicas.

como usar?
É possível treinar
professores para criar
materiais didáticos
interativos e, assim, suprir
as carências
encontradas nos livros.

A.Inacessibilidade do mundo
atômico/molecular
1a.Desenho molecular:
Accelrys Draw
ACD ChemSketch
Avogadro
Screencasting
http://youtu.be/JtSPTpAPik

atômico/molecular
1a.Desenho molecular
•É difícil de ensinar a usar uma ferramenta de desenho molecular.
•Muitas funções disponíveis; longo tempo de treinamento.
• Solução: ensinar a distância com screencasts
CANAL de SCREENCASTS: http://www.screencast.com/users/educ.digi

atômico/molecular
1a.Desenho molecular:
•Verificação da nomenclatura química.

atômico/molecular
a1.Desenho molecular:
•Alternância entre formas de representação molecular.
•Possibilidade de criar estruturas 3D.

atômico/molecular
•Integração com bases de dados externas (para pesquisas escolares).

atômico/molecular
•Integração com bases de dados externas (para pesquisas escolares).
L-ácido lático,
Ácido Sarcoláctico
(S)-Ácido-2-Hidroxipropanóico
(+)-ácido lático
L-(+)-ácido lático
CID 107689
D-ácido lático,
(R)-Ácido2-hidroxipropanóico
D-lactato, (R)-lactato, (R)-ácido lático,
(-)-ácido lático,
(R)-(-)-ácido lático
CID 61503

atômico/molecular
•Manipulação de estruturas 3D para aprendizagem de isomeria espacial e ótica.
AVOGADRO (usando estruturas salvas do site PubChem - estrutura.sdf)
http://youtu.be/DhNiPk8VCSo

atômico/molecular
a2. Desenho de orbitais:
Orbital Viewer
Maple
Vantagens de poder desenhas seus próprios orbitais:
•Acesso a orbitais nunca representados em livros didáticos
•Melhor compreensão da disposição espacial dos lobos dos orbitais
•Compreensão de teorias que dependem de AO/OM (TCC, TOM, TCL, etc)

atômico/molecular
a3. Simulações quânticas/semi-empíricas/clássicas:
ArgusLab
Spartan
http://youtu.be/5NRxvHDx1Wc

atômico/molecular
a4.Realidade aumentada (AR)
Elements 4D
App Android DAQRI Elements 4D
•6 cubos de papel
•36 elementos químicos
•Símbolo químico
•Nome
•Propriedades

atômico/molecular
1d.Realidade aumentada (AR)
Elements 4D
•Apontando a câmera
para o cubo, o app
“aumenta” a realidade.

atômico/molecular
1d.Realidade aumentada (AR)
Elements 4D
•Apontando a câmera
para o cubo, o app
“aumenta” a realidade.
•Juntando 2 cubos, forma-
se uma nova substância.

atômico/molecular
Elements 4D
•Cubo H + Cubo O = H2O
•É possível “manipular”até
mesmo o perigoso Plutônio.

atômico/molecular
Elements 4D
•Cubo H + Cubo O = H2O
•É possível “manipular”até
mesmo o perigoso Plutônio.
•Proporciona acesso ao
mundo atômico ao mesmo
tempo que estimula a
aprendizagem através da
experimentação e da
ludicidade.

atômico/molecular
Elements 4D
Saiba mais em
http://goo.gl/A70fgI

atômico/molecular
Elements 4D
http://youtu.be/beodWECIzpo

atômico/molecular
Scripps Molecular Research Group (2011 – velho)
http://youtu.be/gZxK6j4JTHQ
AR + docking molecular +
impressão 3D
http://mgl.scripps.edu/projects/tangible_models/augmentedreality

B.“Impossibilidade” de
acompanhar processos
químicos “in situ” ou em
“tempo real”.

como usar?
B. Softwares de
simulação/animação
podem produzir
vislumbres das reações
químicas.

B.Processos químicos em
“tempo real”
b1.Simulações quânticas/semi-empíricas/clássicas:
ArgusLab
Spartan (simulação SN2)
Softwares de Dinâmica Molecular
http://youtu.be/MAr2-KJX62o
Argônio líquido
http://youtu.be/x8Atqz5YvzQ
Água a 300 K
http://youtu.be/1C4dgmN2P_s
Peptídeo em água

B.Processos químicos em in
situ e em“tempo real”
b2.Simulações/modelagem com linguagem de
programação educacional
NetLogo
Solução-tampão Cinética enzimática Polimerização radicalar

B.Processos químicos in situ e
em“tempo real”
b3.Objetos Virtuais de Aprendizagem
OVA Equilíbrio Químico
Reação entre I2 e H2 gasosos
Equilíbrio Hexaaquocobalto (II) -
Tetraclorocobaltato (II)

C.“Elevado” formalismo
de certas teorias da
Química.

como usar?
C. Aprendizagem
mediadas por TIC
podem auxiliar na
internalização do
formalismo matemático.

C1.Construção de Ambientes
Virtuais para ensino de química
http://termoegases.blogspot.com.br/

https://www.youtube.com/user/fqtics/videos

http://sciencebooks.weebly.com/e-books.html

http://qglfunipampa20141.blogspot.com.br/

PAUSA
A partir desse slide, passo a falar
não mais de TIC para o ensino de
Química, mas de TIC para o ensino
interdisciplinar de Química e
Ciências.

C2.Projetos de ensino
mediados por TIC
CC1.Produção de material didático digital
Projeto Interdisciplinar “As Plantas e a relações entre química e
biologia”
Produção de:
Mapa conceitual
Vídeo (youtube)
Livro eletrônico
https://youtu.be/PeLlsaZEHGA

C2.Projetos de ensino mediados
por TIC
CC2.Webquest - Projeto de pesquisa baseado na Web
Química sobre rodas

por TIC
CC2.Webquest - Projeto de pesquisa baseado na Web
Química e Saúde
http://www.flipsnack.com/BB9875AD75E/

por TIC
CC3. Modelagem com vídeos e Software Tracker
http://www.slideshare.net/marsjomm/modelagem-matemtica-no-ensino-de-
cincias-com-o-uso-de-cmeras-fotogrficas-e-o-software-osp-tracker

por TIC
CC3. Modelagem com fotos e Software Tracker
http://cientistadigital.posthaven.com/aula-16-o-incrivel-mundo-microscopico-
que-nos

TIC no ensino de
Química/Ciências
D.Material didático tem
baixa interatividade.

TIC no ensino de
Química/Ciências, como usar?
D. Produção de material
didático interativo é
altamente facilitada nos
dias atuais.

D.Material didático interativo
d1.Objetos Virtuais de Aprendizagem
Repositórios de OVA
http://www.maisunifra.com.br
PIBID

http://cesta.cinted.ufrgs.br
http://phet.colorado.edu
http://mw.concord.org/modeler/
“Build an atom”
http://goo.gl/rDj2aH

http://www.chemcollective.org

4.Material didático interativo
http://www.chemcollective.org

http://feb.ufrgs.br/

http://www.labvirtq.fe.usp.br/

http://rived.mec.gov.br/

http://livephoto.rit.edu/

d2.Produção de material didático digital
Livros eletrônicos “flip page” e Prezi
http://slideshare.net/marsjomm ***
http://issuu.com/marciomm3
http://pt.scribd.com/márciom_6
http://prezi.com/user/p-rmw83ldvs0/
http://www.flipsnack.com/BB9875AD75E/
http://prezi.com/wfniw7a47bu1/trinitrotolueno

Livros eletrônicos EPUB
http://sciencebooks.weebly.com/

Livros eletrônicos em formato EPUB
Cada um dos livros contém experimentos e respectivos vídeos no
canal FQTICs do youtube.

d4.Criação de blogs
(web = rede + log = diário  diário na rede
http://educacaodigital.posthaven.com
http://educacaodigital2010.posthaven.com
http://cientistadigital.posthaven.com
http://blogciencias.posthaven.com
http://capacitacaopibidletras.blogspot.com
(contém screencastas que ensinam a criar um blog e podcast)

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