Química mais dinâmica

Apesar da familiaridade com a fórmula H2O, quantos alunos conhecem a aparência de uma molécula de água? Ou conseguem imaginar, com clareza, determinada reação química? Demonstrar conceitos e modelos do universo microscópico da Química é um dos principais desafios no ensino da disciplina. Isso porque a impossibilidade de fotografar elementos tão diminutos como átomos e moléculas costuma dificultar a percepção de suas dinâmicas e formatos pelos alunos.

A fim de representar os aspectos tridimensionais desses modelos e auxiliar sua visualização, os professores têm recorrido, tradicionalmente, aos recursos disponíveis nas salas de aula e laboratórios, como lousa, retroprojetor, imagens estáticas dos livros didáticos e modelos físicos de bolas e bastões. Mas tais possibilidades são limitadas.

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Um trabalho desenvolvido pelo pesquisador Manuel Moreira Baptista, entretanto, traz uma alternativa promissora para o impasse: o uso de animações em três dimensões. A proposta foi apresentada na tese de doutorado “Desenvolvimento e utilização de animações em 3D no ensino de química”, orientada pelo professor Pedro Faria dos Santos Filho e defendida, em 2013, no Instituto de Química da Unicamp.

Por meio do software gratuito Blender, Baptista transformou diversos tópicos da Química em modelos gráficos tridimensionais com a proposta de simplificar seu entendimento por aprendizes e docentes. “Antes, o aluno tinha dificuldade de imaginar o que o professor estava dizendo. Ao mesmo tempo, o professor não sabia o que o aluno estava imaginando. Com as animações em 3D, esse problema deixa de existir”, explica.

Segundo o pesquisador, como não existe padronização da  União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) para animações, o desafio inicial foi criar uma linguagem específica para a abordagem. Para isso, criou-se um conjunto de símbolos padronizados, semelhante ao nosso alfabeto. Para representar os átomos, foram adotadas determinadas cores e para representar os orbitais atômicos e moleculares – necessários para explicar como acontecem as reações químicas – foi criado um conjunto de códigos.

A próxima etapa foi definir os assuntos que seriam contemplados: átomos, moléculas, orbitais atômicos, orbitais moleculares, ligações químicas (iônica, covalente e metálica), reações químicas e formação de polímeros. “A escolha recaiu sobre assuntos em que se sabe que os alunos apresentam grande dificuldade de abstração e visualização tridimensional”, conta Baptista. Uma vez escolhido o tema, começava a discussão dos conceitos envolvidos e era definida a estratégia que seria utilizada no tratamento da animação. “O resultado dessas discussões era a criação de um storyboard, ou seja, um roteiro da animação”, conta o pesquisador.

As animações não têm legenda ou narração, pois foram desenvolvidas para ser utilizadas em sala de aula. Segundo o professor, seria desejável, entretanto, que existisse uma versão com narração, mas essa alternativa ainda não foi criada por falta de financiamento.

Os temas abordados nas animações são Teoria do Orbital Atômico, distribuição eletrônica, hibridização, Teoria do Orbital Molecular, Teoria de Ligação de Valência, Teoria VSEPR, estruturas de Lewis, estruturas cristalinas dos compostos iônicos e metais (cela unitária, empacotamento e retículo cristalino), transformações químicas e polímeros. Nas imagens animadas, a parte microscópica da Química ganha outra dinâmica.

Ao todo, foram desenvolvidas mais de 80 animações, todas reunidas e disponíveis para visualização gratuita no site Química 3D e em um canal do YouTube. Até o momento, as produções já tiveram mais de 1 milhão e 200 mil visualizações no YouTube e mais de 500 mil downloads no portal. Os acessos, conta Baptista, são oriundos de todos os países do mundo e as estatísticas mostram que o público, predominantemente, é formado por professores e alunos do Ensino Médio e Superior.

Baptista conta que não tinha dúvida de que as animações teriam uma enorme repercussão mundial pela contribuição que podem dar tanto para professores quanto para alunos, ou seja, estimular a capacidade de abstração e facilitar a visualização tridimensional da Química. O que não poderia imaginar no início do trabalho, entretanto, é a quantidade de visualizações, o número de downloads e a utilização das animações nas melhores universidades do mundo.

“A grande quantidade de e-mails de professores dessas universidades elogiando a qualidade das animações e agradecendo por terem sido disponibilizadas gratuitamente à comunidade científica mundial deixou a mim e ao meu orientador um certificado da qualidade das animações,  colocando o Brasil num seleto grupo de países que produzem animações para o ensino de Química”, diz.

Segundo o pesquisador, o modelo de animação tridimensional desenvolvido por meio do Blender e os benefícios dele advindos não ficam restritos ao ensino de Química, já que podem ser adaptados para outras disciplinas do currículo escolar como Biologia, Matemática, Física, Geografia e História.

Além disso, as produções também são capazes de auxiliar na resolução de outro grande problema do ensino escolar de Química: a falta de laboratórios no Ensino Médio. “Muitos alunos absorvem a 
teoria, mas não têm a oportunidade de ir para o laboratório e comprovar o que aprenderam”, diz. Segundo o pesquisador, essa lacuna poderia ser contornada com animações que reproduziriam esses ambientes virtualmente. “Os laboratórios virtuais poderiam ser criados com a mesma facilidade com que são criados os games. A interatividade que os softwares oferecem para criar um jogo poderia ser usada para criar experimentos químicos virtuais”, diz Baptista.