Development of a virtual environment to study structural representation in chemistry

Neste trabalho descrevemos as etapas de desenvolvimento do aplicativo computacional Construtor, a partir do qual estudantes de Ensino Médio podem construir objetos moleculares virtuais tridimensionais a partir unicamente da fórmula estrutural condensada de espécies químicas. Este aplicativo computacional foi adaptado em uma seqüência de ensino acessível pela internet através de navegadores hipertexto, o que resultou em um ambiente virtual de ensino de química. Também neste trabalho descrevemos a avaliação do uso do ambiente virtual descrito. Esta avaliação de uso foi feita por intermédio de dados obtidos com um sistema de captura sincronizada de vídeo, através do qual é possível gravar em arquivos de vídeo, de forma simultânea, a tela em uso pelo estudante e suas ações diante do computador, sendo os arquivos gravados no próprio computador em uso pelo estudante. Desta forma foi possível minimizar a introdução de equipamentos estranhos à aula durante o teste de usabilidade do sistema. Iniciamos nossa discussão a partir do conceito comumente aceito sobre o conhecimento químico ser composto por três dimensões, fazemos uma breve revisão sobre representações químicas, seus aspectos espaciais, a utilização de tecnologias da informação e comunicação e, mais especificamente, o uso de animações e simulações em ambientes de ensino de química, assim como uma revisão da bibliografia sobre os ambientes virtuais de ensino de química a partir de 1994. Neste trabalho, também fazemos uma discussão sobre a contribuição da teoria semiótica de Charles Sanders Peirce, com o objetivo de trazer uma compreensão mais aprofundada a respeito dos processos de significação de representações químicas, dos níveis macroscópico, submicroscópico e simbólico, na sala de aula.In this work we describe the steps of the development of the software Construtor. With this computational program, High School students can build three-dimensional virtual molecular objects from the condensed structural formulas of chemical species. This computational program was adapted in a learning activity accessible through the internet with hypertext browsers, what resulted in a chemistry learning virtual environment. Also in this work we describe the use evaluation of the virtual environment described. We evaluated the use of this virtual environment from the data obtained with a video synchronized capture system, in witch it is possible to record in video files, simultaneously, the screen in use bye the students and their actions before the computer, in such a way the files are recorded in the same computer in use bye the student. Thus it was possible minimize the introduction of foreigner-class equipments during the usability test. We initiate our discussion from the concept about the chemical knowledge being composed by three dimensions, following a brief revision about chemical representations, its spatial aspects, the utilization of information and communication technologies and, more specifically, the use of animations and simulations in chemical teaching learning environments, as well as a revision about chemistry learning virtual environments from 1994. In this work we also discuss about thee contribution of the Semiotics theory of Charles Sanders Peirce, objecting to bring a deeper comprehension about the meaning processes of chemical representations, on the macroscopic, submicroscopic and symbolic levels, in classrooms