ÁREA: Educação em Química
TÍTULO: A APLICAÇÃO DA REALIDADE AUMENTADA NO ENSINO DE QUÍMICA
AUTORES: SFALCIN, S.L.S. - UNIMEP; ROGADO, J. - UNIMEP
RESUMO: Este trabalho propõe o desenvolvimento de simulação de alguns conceitos de Equilíbrio Químico, atuando como um mecanismo alternativo, contribuindo para a melhoria da qualidade de ensino de química. A produção se baseou em investigações em literatura específica e a utilização de ferramentas apropriadas. A intenção foi o desenvolvimento de um aplicativo no qual o aluno pudesse visualizar a reação entre N2O4 e o NO2, em uma simulação interativa, em que o aluno pudesse alterar variáveis de estado e observar a reação em escala microscopia. Dessa forma, essas tecnologias possibilitariam que o processo educativo se caracterizasse como exploração, descoberta, observação e construção de uma nova visão do conhecimento, oferecendo ao aluno uma oportunidade de melhor compreensão do objeto de estudo.
PALAVRAS CHAVES: informática educacional; realidade aumentada; ensino de química.
INTRODUÇÃO: O ensino de química nas escolas do ensino médio e nas universidades não tem sido uma tarefa fácil para muitos professores. Uma das razões para essa situação é que a química lida com vários conceitos, alguns dos quais caracterizados por uma alta dose de abstração que fazem freqüentemente com que os alunos se sintam entediados. (MEDEIROS; MEDEIROS, 2002).
Numa tentativa de diminuir esses problemas, os professores têm utilizado diversos recursos computacionais, uma delas as simulações, muitas que vão além das simples animações. Assim, poderíamos destacar a Realidade Aumentada (RA), uma variante da realidade virtual, na qual, poderia ser definida como um sistema que suplementa o mundo real com objetos virtuais gerados por computador, parecendo coexistir no mesmo espaço, combinando objetos reais e virtuais no ambiente real.
Assim, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma simulação de alguns conceitos de Equilíbrio Químico, utilizando recursos da realidade aumentada, atuando como um mecanismo alternativo para o entendimento desses conceitos, contribuindo para a melhoria da qualidade de ensino visto que há poucos recursos didáticos computacionais disponíveis nas aulas de química.
MATERIAL E MÉTODOS: O material foi produzido a partir de investigação em literatura específica – educação química, informática educacional, equilíbrio químico – e estudos com as ferramentas envolvidas no desenvolvimento da pesquisa, o ARToolKit e um browser VRML.
A maior parte dos sistemas desenvolvidos em Realidade Aumentada limitam-se a inserir informações no ambiente real, associadas a marcadores, de forma a complementar uma cena estática com uma dada informação. Desse modo, utilizamos a ferramenta ARToolKit, que é uma biblioteca que permite desenvolver aplicações em RA utilizando técnicas de visão computacional para o processo de orientação, sobreposição e visualização de imagens reais e virtuais no mesmo cenário, além de detecção de movimentos em tempo real, cujo processo é feito com a utilização de marcadores. (LAHR; LOURENÇO; DAINESE, 2004).
Os principais dispositivos utilizados na pesquisa, foram: i) Monitores; ii) Mouse; iii) Rastreadores, que capturam os movimentos do usuário e transformam em movimentos, iv) Capacetes e óculos estereoscópicos, na qual ambos são dispositivos de saída e dão a sensação de profundidade em um ambiente gerado por dispositivos computacionais.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O conceito de equilíbrio químico tem uma importância fundamental pois articula vários outros temas. Contudo, o que ocorre em um sistema no estado de equilíbrio em nível atômico-molecular revela-se muito comprometido.
Desse modo, as simulações poderiam ser muito importantes, afinal, por meio dessas técnicas, criaríamos um ambiente virtual na qual o usuário pudesse interagir diretamente com o objeto de estudo. Nossa proposta foi a de trabalhar com a reação de equilíbrio entre o N2O4 e o NO2.
A transformação em que ocorre a formação de NO2 absorve calor, portanto, a formação de N2O4 libera a mesma quantidade de calor.
Desse modo pode-se perceber que, pela adição ou retirada de calor, o sistema responde a essa perturbação realizando uma transformação. Esta ocorre em um sentido ou no outro, conduzindo o sistema a novo estado de equilíbrio.
A partir disso, desenvolvemos uma simulação na qual o aluno pudesse visualizar a reação entre N2O4 e o NO2, em uma simulação interativa, onde ele próprio controlasse a temperatura e observasse a reação. Através das técnicas da Realidade Aumentada o usuário poderia aumentar ou diminuir a temperatura, observando essa variação.
CONCLUSÕES: No Ensino de Química, as novas tecnologias estão vindo para substituir as representações estáticas anteriormente utilizadas, por ferramentas que proporcionam representações de modelos dinâmicos, proporcionando condições aos alunos de desenvolverem a compreensão conceitual dos estudos.
Assim, este trabalho contribui para um melhor entendimento do EQ, pois as simulações criadas configuram-se como mecanismo alternativo para o entendimento desse conceito. Afinal, ainda hoje, há poucos recursos didáticos computacionais interativos passíveis de utilização nas aulas de Química do Ensino Médio.
AGRADECIMENTOS:Agradecemos ao FAPIC-UNIMEP pela bolsa de Iniciação Científica concedida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:BRITO, S. L. Multimediatizado para Construção do Conhecimento em Química. Química Nova na Escola, n. 14, p. 13-15, 2001.
KIRNER, C.; TORI, R. Introdução à Realidade Virtual, Realidade Misturada e Hiper-realidade. In: REALIDADE VIRTUAL Conceitos e Tendências, 2004, São Paulo – SP. SVR’ 2004 – VII Symposium on Virtual Reality. São Paulo – SP: Mania de Livro, 2004. p.03-20.
LAHR, P. S., LOURENÇO, P. C., DAINESE, C. A. Rastreamento em Realidade Aumentada com ARToolKit e Marcadores. In: Anais do WRA’ 2004 I WorkShop Sobre Realidade Aumentada, 2004, Piracicaba – SP. WRA’ 2004 – WORKSHOP SOBRE REALIDADE AUMENTADA. Piracicaba – SP: UNIMEP, 2004. v.01. p.37-40.
MACHADO, A. H.; ARAGÃO, R. M. R. Como os Estudantes Concebem o Estado de Equilíbrio Químico. Química Nova na Escola. 4, 1996, p.18-20.
MALTEMPI, M. V.; APOLINÁRIO, G. Um Ambiente de Aprendizagem Baseado na Construção de Páginas Web. Núcleo de Ensino. Vol. 1, São Paulo: Editora Unesp, ISBN 85.7139.623-X. Disponível em : . Acesso em: 01 de fevereiro de 2006.
MEDEIROS, A.; MEDEIROS, C. F. Possibilidades e Limitações das Simulações Computacionais no Ensino de Física. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 24, n. 2, p. 77-86, junho. 2002.