Visualização molecular interativa para situações de estudo

Contenido principal del artículo

Andressa Ribeiro Pereira
Alba Denise Queiroz Ferreira

Resumen

A química estrutural pode ser discutida com substâncias aromáticas, aplicando os recursos digitais PUBCHEM — banco de dados de informações químicas com estruturas 3D interativas, SDBS — banco de dados de espectros de RMN-1H e IV experimentais, NMRDB- simulador de espectros de RMN-1H com inteligência artificial (IA), para a elaboração de atividades interativas que promovam a visualização molecular em situações de estudo (SE). Foram selecionadas cinco substâncias sendo que quatro delas formam dois pares de isômeros estruturais, um par com a composição C5H10O2 com grupos funcionais distintos, o formato de isobutila — aroma da amora e o etanoato de butila — aroma da maçã; o segundo par tem a fórmula química C9H10O2, acetato de benzila — aroma da pera e fenilacetato de metila — aroma de mel, tendo as duas moléculas grupos funcionais idênticos. Foi sugerido o uso combinado de recursos digitais como objetos de aprendizagem (OAs) para a visualização direta (PUBCHEM) e indireta das estruturas químicas (NMRDB e SDBS) dessas moléculas, como uma introdução à análise de espectros de RMN-H usando a inteligência artificial do simulador NMRDB para atividades interativas em uma SE envolvendo química estrutural na formação inicial ou continuada de professores de química. Além de proporcionar a visualização molecular, na prática da química, a atividade interativa apresentada pode contribuir para o desenvolvimento da curiosidade científica, da argumentação com base em fatos, dentre outras competências gerais da Base Nacional Comum Curricular (BNCC).

Detalles del artículo

Biografía del autor/a

Andressa Ribeiro Pereira, UNIMES

Licenciada em Pedagogia por la UNIMES y estudiante de Pedagogía por la UNIMES

Citas

Atkins, P.; Jones, L. (2006) Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Bookman.

Balaji, R. R. (2022, 10 de julho) Strategies in (-)-Menthol Synthesis. https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Book%3A_Logic_of_Organic_Synthesis_(Rao)/06%3A_Strategies_in_(-)-Menthol_Synthesis.

Banfi, D.; Patiny, L. (2008) www.nmrdb.org: resurrecting and processing NMR spectra on-line. CHIMIA, 62(4), 280 – 281. https://doi.org/10.2533/chimia.2008.280.

Barnea, N.; Dori, Y. J. (1996) Computerized molecular modeling as a tool to improve chemistry teaching. Journal of Chemical Information and Computer Sciences, 36(4), 629 – 636. https://doi.org/10.1021/ci950122o.

Brasil (2022, 10 de julho). BNCC - Base Nacional Comum Curricular. http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf.

Bonjour, J. L.; Hass, A. L.; Pollock, D. W.; Huebner, A.; Frost, J. A. (2017) Bringing NMR and IR spectroscopy to High Schools. Jounal of Chemical Education, 94(1), 38-43. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.6b00406.

Bruice, P. Y.(2006) Química orgânica (Vol. 1). Pearson Prentice Hall.

Caetano, L. R.; Lindemann, R. H. (2014) Situação de estudo e o Ensino de Química: análise e discussão nos últimos anos das Reuniões Anuais da Sociedade Brasileira de Química (RASBQ). Encontro de Debates sobre o Ensino de Química, 1(1), 97 – 103.

Constantino, M. (2008) Química orgânica: curso básico universitário (Vol. 3). LTC.

Debska, B.; Guzowska-Swider, B. (2017) Molecular structures from 1H NMR spectra: education aided by internet programs. Journal of Chemical Education, 84(3), 556 – 560. https://doi.org/10.1021/ed084p556.

Ferreira, A. D. Q.; Souza, B.; Carvalho, G. H.; Scorpelini, N. C. (2017, 21 e 22 de setembro) NMRDB para atividades interativas investigativas com a informática química (cheminformatic). Anais do WCF, 4, 65 – 72. https://www.cc.faccamp.br/anaisdowcf/edicoes_anteriores/wcf2017/arquivos/11/paper_11.pdf

Gilbert, J. K. (2005) Visualization; a metacognitive skill in science and science education. In: Visualization in science education. Springer, 9-27. https://doi.org/10.1007/1-4020-3613-2_2

Hunter, W. J. F. (2007) Action research as a framework for science education research. In: The theoretical frameworks for research in chemistry/science education. Prentice Hall, 146 – 164.

Jones, L. L.; Kelly, R. M. (2015) Visualization: the key to understanding chemistry concepts. In: Sputnik to smartphones: a half-century of chemistry education. American Chemical Society, 121 – 140.

Johnstone, A. H. (1993) The development of chemistry teaching: a changing response to changing demand. Journal of chemical education, 70(9), 701 – 705. https://doi.org/10.1021/ed070p701.

Kermen, F.; Chakirian, A.; Sezille, C.; Joussain, P.; Le Goff, G.; Ziessel, A.; Chastrette, M.; Mandairon, N.; Didier, A.; Rouby, C.; Bensafi, M. (2016) Molecular complexity determines the number of olfactory notes and the pleasantness of smells. Scientific reports, 1(206), 1-5. https://www.nature.com/articles/srep00206.

Lauxen, A. A.; Vaniel, A. P. H.; Linck, M. R. (2015) Trabalhando com situações de estudo para a construção dos conceitos de Ciências Naturais no ensino fundamental. Qualidade do ensino na educação básica: Contribuições das ciências da natureza, da matemática e de suas tecnologias. 1, 21 – 34.

Leite, B. (2020) Kahoot! E Socrative como recursos para uma aprendizagem tecnológica ativa gamificada no ensino de química. Química Nova na Escola, 42(2), 147 – 156. http://dx.doi.org/10.21577/0104-8899.20160201.

Locatelli, A.; Zoch, A. N.; Trentin, M. A. S. (2015) TICs no ensino de química: um recorte do “estado da arte”. Revista Tecnologias na Educação, 12(7), 1-12. http://tecedu.pro.br/wp-content/uploads/2015/07/Art19-vol12-julho2015.pdf

Maldaner, O. A.; Zanon, L. B. (2007) Currículo contextualizado na área de ciências da natureza e suas tecnologias: a situação de estudo. Fundamentos e propostas de ensino de química para a educação básica no Brasil, 109 – 138.

McMurry, J. (2004) Química orgânica. Thomson Learning.

Merlic, C. A.; Fam, B. C.; Miller, M. M. (2001) WebSpectra: online NMR and IR spectra for students. Journal of Chemical Education, 78(1),118 – 120. https://doi.org/10.1021/ed078p118.

Müller, L. C.; Maldaner, O. A. (2013) Dificuldades constatadas na significação conceitual no ensino de química: Situações de Estudo. Encontro de Debates sobre o Ensino de Química.https://www.publicacoeseventos.unijui.edu.br/index.php/edeq/article/view/2668

NMRDB. Tools for NMR spectrocopists. (2021, 15 de abril) https://www.nmrdb.org/new_predictor/index.shtml?v=v2.121.0.

Oliveira, L. F. C. (2001). Espectroscopia molecular. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola. 4, 24 – 30. http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/espect.pdf.

PUBCHEM. Disponível em: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/. Acesso em 15 jan. 2022.

Silva, R. M. G.; Fernandes, M. A.; Nascimento, A.C. (2007) Fundamentos e propostas de ensino de química para a educação básica no Brasil. UNIJUÍ, 220 p.

Saito, T.; Hayamizu, K.; Yanagisawa, M.; Yamamoto, O. (2021, 15 de abril). Spectral Database for Organic Compounds. https://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi.

Sasseron, L. H.; Carvalho, A. M. P. (2011) Alfabetização científica: uma revisão bibliográfica. Investigações em Ensino de Ciências, 16(1), 59 – 77. https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/844768/mod_resource/content/1/SASSERON_Carvalho_AC_uma_revis%C3%A3o_bibliogr%C3%A1fica.pdf.

Taber, K. S. (2013) Revisiting the chemistry triplet: drawing upon the nature of chemical knowledge and the psychology of learning to inform chemistry education. Chemistry Education Research and Practice, 14(2), 156 – 168. https://doi.org/10.1039/C3RP00012E.

Talanquer, V. (2016) Central ideas in chemistry: an alternative perspective. Journal of Chemical Education, 93(1), 3-8. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.5b00434.

Williamson, V. (2008) The particulate nature of matter: an example of how theory-based research can impact the field. In: Nuts and bolts of chemical education research. American Chemical Society, 67-78. DOI: 10.1021/bk-2008-0976.ch006.