UTILIZAÇÃO DE MODELOS MOLECULARES IMPRESSOS EM 3D COMO ESTRATÉGIA INTERATIVA NO ENSINO DE ISOMERIA

Resumo

A compreensão dos conceitos de isomeria geométrica e óptica é fundamental para os estudantes de química por serem cruciais na indústria farmacêutica e em outras áreas da química aplicada. No entanto, muitos estudantes encontram dificuldades em visualizar e compreender as complexas estruturas tridimensionais dos isômeros. Neste estudo, exploramos uma abordagem educacional inovadora, utilizando modelos moleculares 3D táteis impressos em impressoras 3D, e atividades práticas para aprofundar a compreensão dos alunos sobre isomeria química. Este estudo é parte integrante da dissertação de mestrado profissional em ensino de ciências do autor principal e se insere em um contexto mais amplo. A aprendizagem de isomeria geométrica e óptica frequentemente esbarra na dificuldade de visualizar estruturas tridimensionais e transitar do entendimento de representações bidimensionais para modelos moleculares tridimensionais. As atividades desenvolvidas e aplicadas exploraram abordagens pedagógicas avançadas para o ensino da química, e procuram não apenas superar as dificuldades comuns enfrentadas pelos alunos ao estudar isomeria, mas também apresentar uma estratégia de ensino envolvente para futuros licenciados em química. A integração de técnicas de impressão 3D para produção dos modelos moleculares adiciona um componente tangível e palpável, enriquecendo ainda mais o aprendizado dos estudantes e proporcionando uma perspectiva prática e tangível dos conceitos teóricos abordados. Para investigar a eficácia dessa abordagem, conduzimos as atividades com um conjunto de bolsistas do PIBID, composto por alunos de licenciatura em química da UNIPAMPA, campus Bagé. Inicialmente, os alunos foram introduzidos ao conceito de isomeria geométrica, enfocando a representação bidimensional dos isômeros com fórmula estrutural C4H8. Em seguida, os alunos foram desafiados a representar as estruturas isoméricas utilizando os modelos moleculares 3D, permitindo explorar as possíveis dificuldades na transição da representação bidimensional para a tridimensional. Em uma atividade seguinte, exploramos a isomeria óptica, usando exemplos do mundo real, como a Talidomida, para destacar a relevância desses conceitos na prática. Os alunos foram desafiados a montar modelos moleculares 3D precisos para todos os isômeros óticos da molécula de talidomida. Para avaliar a compreensão dos alunos e suas impressões sobre o processo de aprendizagem, foram aplicados questionários com questões dissertativas após cada atividade. As questões versaram sobre os conceitos de isomeria e também sobre a opinião pessoal sobre as atividades desenvolvidas. As respostas resultantes foram analisadas empregando a técnica de análise textual discursiva, permitindo uma análise aprofundada das respostas dos alunos e culminando em um metatexto representativo. Os resultados mostraram que as atividades práticas que envolvem a montagem e manipulação de modelos moleculares 3D contribuiu para melhorar a compreensão dos alunos sobre os conceitos de isomeria geométrica e óptica, o que foi evidenciado pelas manifestações dos alunos e pelas observações do professor que aplicou a proposta educacional. A transição de representações bidimensionais (estruturas escritas no plano do papel) para as representações tridimensionais (modelo molecular tátil) se mostrou desafiadora para muitos alunos, destacando a necessidade de mais ênfase nesse aspecto do ensino por parte dos docentes de química. Além disso, a conscientização sobre as implicações reais da isomeria, exemplificadas pelo caso da molécula de talidomida, aumentou o engajamento dos alunos e realçou a relevância desses conceitos na indústria e na sociedade. Concluímos que o uso de estratégias e recursos educacionais inovadores facilita a compreensão de conceitos químicos abstratos e complexos, tornando o aprendizado de química mais engajador e eficaz.