Projecto PC-Chem

Esta ferramenta foi desenvolvida conjuntamente com docentes do curso de engenharia informática, da Escola Superior de Tecnologia do Instituto Politécnico de Castelo Branco. A PC-Chem foi concebida com o objectivo de auxiliar o ensino da Química através de duas componentes, um CD-ROM e um sítio na internet que se complementam entre si. Ao ser desenvolvida esta ferramenta, a realidade do IPCB e de muitas instituições e ensino, era de não possuírem LMS, pelo que se tornavam necessárias soluções diferentes das que podem ser implementadas usando LMS.

Para o efeito, foi desenvolvido um CD-ROM, contendo os fundamentos teóricos e práticos, com uma forte componente pedagógica baseada em simulações dos problemas em estudo, e um sítio da internet de apoio logístico. Ao conjunto destas duas componentes atribuiu-se o acrónimo de PC-Chem, indicando tratar-se de um projecto sobre o ensino da Química através de meios computacionais.

A principal função da PC-Chem é permitir a abordagem da parte teórica de um assunto conjuntamente com a parte teórico-prática, permitindo uma melhor compreensão dos processos estudados. Devido ao constante aparecimento de novas técnicas computacionais, capazes de exemplificar cada vez melhor os casos tratados, o CD-ROM segue um modelo evolutivo e o mais adaptável possível. No entanto, é sempre possível aos autores realizarem a actualização do trabalho e disponibilizá-los através da página Web.

Com o objectivo de assegurar a flexibilidade desta ferramenta, com novas aplicações de software, a PC-Chem foi construída com base em programas informáticos abertos e recentes da área da Multimédia. Para a elaboração dos conteúdos do CD-ROM foram usadas ferramentas multimédia tais como Power Point®, Dream Weaver® e Flash®. Para a

construção do sítio da internet WEB foram usados o Front Page® e Flash®. A escolha destes programas em detrimento de outros, deveu-se a:

• Pertencerem a grandes empresas cuja continuação comercial não se prevê que esteja comprometida;

• Permitirem a combinação com outros programas com os quais se pretenda trabalhar;

• Fornecerem garantias de segurança para o utilizador, uma vez que não criam incompatibilidades com outros programas existentes no computador;

• Fornecerem garantias de segurança para os autores do projecto, permitindo a salvaguarda dos seus direitos, mediante a implementação de medidas de segurança contra o uso indevido.

Nas seguintes secções é apresentada cada uma das componentes da PC-Chem.

a) O CD-ROM

O CD-ROM tem dois objectivos distintos, mas principalmente serve para melhorar o processo de ensino-aprendizagem. Pode ser utilizado na sala de aula pelo docente, apenas recorrendo a um computador e a um vídeo projector, permitindo ao docente poder apresentar uma série de casos previamente elaborados, e pode também ser utilizado pelos alunos nos seus computadores pessoais, em qualquer sítio e em qualquer instante, dando-lhes a possibilidade de aprender de acordo com as suas possibilidades, segundo o seu ritmo.

Foi dada uma especial atenção em duas áreas: simulações computacionais e gravações de vídeo de técnicas experimentais e de experiências. Ao utilizar estas componentes, o professor de química pode falar livremente de qualquer assunto sem ter necessidade de ir ao laboratório com todos os alunos, para as exemplificar, bem como deixa de se preocupar com os seus esquemas e desenhos no quadro, em especial os desenhos que requeiram uma visualização a três dimensões37. Por exemplo, o capítulo sobre as reacções ácido base inicia-se com a descrição teórica explicando os princípios fundamentais, seguida de alguns modelos matemáticos que podem explicar as transformações nos sistemas e ilustradas por alguns vídeos de, por exemplo, titulações e simulações computacionais como a visualização em 3D da aproximação e reacção entre as moléculas, com a possibilidade de rotação da imagem.

Para os alunos treinarem os conhecimentos adquiridos, têm ao seu dispor exercícios propostos para resolverem ou simplesmente analisarem exercícios já resolvidos, passo a passo, com as indicações de cada etapa.

Na base deste CD-ROM está inerente um forte conhecimento informático, de modo a que todos os elementos informáticos criados se interliguem entre si sem qualquer problema técnico permitindo uma exploração dos conteúdos de forma muito eficiente. Não se trata apenas de um CD-ROM criado ao acaso com um layout elegante onde seriam depositados alguns diapositivos ou conteúdos avulsos cuja utilização fosse ineficaz. Para construir a estrutura deste CD-ROM em termos informáticos foram usados programas informáticos comerciais de elevada qualidade e com provas dadas neste campo, entre os quais é de destacar Direct X ®, Flash Macromedia ®, Builder®.

O recurso ao CD, em detrimento dos tradicionais livros em papel, apresenta inúmeras vantagens. Entre elas, pode-se frisar o preço e a possibilidade de uma constante actualização dos dados com um simples download desde o sítio na internet. Contudo, uma das maiores vantagens é o de o estudante, ter uma ferramenta personalizável, dado que tal como foi construído, o estudante ao instalar o conteúdo do CD-ROM no seu computador pessoal, são criadas directorias onde ficam guardados os seus trabalhos e apontamentos bem como é feito um registo via Web desse utilizador na base de dados do sítio da internet o que permite um acompanhamento das actividades do aluno e a possibilidade de fornecer material suplementar via Web. Esta particularidade pretende minimizar a pirataria informática, dado que o CD-ROM apenas conterá o mínimo possível sendo a maioria dos materiais transferidos apenas para os utilizadores devidamente registados e identificados.

Esta ferramenta pretende ser o mais aberta possível, para ser útil aos alunos e ao mesmo tempo ser personalizável, ou seja, permitir que cada utilizador crie notas próprias possibilitando um histórico pessoal de apontamentos sobre as matérias que consultou. Para tal, o utilizador identifica-se na sua primeira utilização do CD-ROM, sendo criado no disco do PC um ficheiro correspondente ao utilizador, que será a sua zona de trabalho durante a utilização do CD-ROM.

Qualquer que seja o tipo de ensino, existe sempre a necessidade do aluno retirar os seus apontamentos, os quais lhe transmitirão da maneira mais sucinta os pontos chave de cada assunto. Deste modo, foi concebida uma aplicação, através da qual o utilizador pode redigir os seus apontamentos e anotações, devidamente organizadas pelos capítulos correspondentes, e que são guardadas no seu ficheiro de trabalho (ver Imagem 3:11).

O utilizador pode criar, apagar ou imprimir todas as anotações que deseje, através da interface gráfico do CD-ROM sem ser necessário sair do programa.

Imagem 3:11 -- Janela para permitir ao utilizador escrever apontamentos

O conteúdo desta componente da PC-Chem encontra-se estruturado por capítulos. Cada capítulo corresponde a um tema de Química e inclui uma parte teórica, simulações computacionais, gravações vídeo de experiências, exercícios resolvidos e propostas de exercícios para testar os conhecimentos adquiridos. Ao ser iniciada uma sessão de utilização do CD-ROM aparecem diversos menus no lado esquerdo do ecrã, através dos quais o utilizador pode escolher um capítulo ou um dos seus subcapítulos, ver contactos, aceder ao link do sítio de logística, etc. O menu principal do CD-ROM é mostrado na Imagem 3:12.

Imagem 3:12 - Página inicial do CD-ROM do PC-Chem

São vários os capítulos abordados no CD-ROM, concebidos para uma unidade curricular de Química Geral. Salienta-se os seguintes: leis e propriedades dos gases; energia, calor e termodinâmica; estados condensados da matéria; mudanças de estado; entropia e energia livre; equilíbrio químico; soluções de electrólitos. Cada capítulo está estruturado em diferentes subcapítulos, os quais vão aparecendo, seguindo uma sequência predefinida, de modo a apresentar a matéria por uma determinada lógica.

Houve um cuidado especial em não confrontar o utilizador com um excesso de informação em cada página, para poder assimilar o que lhe é apresentado. Para alguns casos, foi ainda estabelecida uma sequência temporal para o aparecimento de equações ou frases, existentes numa página, dando tempo ao aluno de realizar o seu raciocínio mental de associação de ideias e conceitos.

Ao longo de cada capítulo são apresentados exemplos, experiências, animações e simulações que permitem uma melhor compreensão da matéria. No final de cada capítulo são apresentados exemplos representativos bem como alguns exercícios, resolvidos ou por resolver.

À medida que se avança no estudo de um determinado capítulo, o menu vai-se expandindo de modo a indicar a localização da matéria e possibilitar ao utilizador, caso o deseje, consultar outra secção.

Em todos os capítulos existe a preocupação de permitir ao utilizador a visualização de um exercício prático, predefinido, ao mesmo tempo que apreende os conceitos teóricos.

Imagem 3:13 - Representação da estrutura de dois compostos químicos distintos utilizando diferentes representações

Ao longo do processo de aprendizagem o utilizador pode tirar notas, conforme explicado anteriormente, e caso necessite de apoio para esclarecer dúvidas, ou adquirir informação complementar, pode fazê-lo através de um endereço de correio electrónico ou de uma página Web indicada no item, Apoio Web, que acompanha o CD-ROM (ver Imagem 3:13).

O site, que será explicado na próxima secção, pretende ser uma extensão do CD- ROM e funciona como componente de apoio logístico.

b) A PÁGINA WEB

A relação entre o CD-ROM e o sítio da Web será de mútua complementaridade. O sítio da internet pretende melhorar a eficiência do CD-ROM, disponibiliza apoio às componentes que necessitam de maior actualização, permite o esclarecimento de dúvidas relacionadas com as matérias em estudo e recolhe as sugestões dos utilizadores sobre possíveis melhoramentos a realizar na PC-Chem.

O sítio da internet em questão serve de apoio ao aluno, quer disponibilizando-lhe informações adicionais quer servindo como um canal de comunicação com professores conhecedores das matérias, os quais lhe poderão esclarecer quaisquer dúvidas. Deste modo, contribui para uma melhor aprendizagem, permitindo a imprescindível comunicação entre o formador e o formando. Como tal, a página na Web é de extrema importância na PC-Chem, sendo actualizada com frequência para permitir um apoio eficaz dos utilizadores.

Imagem 3:14 - Página inicial do sítio da internet do PC-Chem.

Este sítio da internet apresenta o menu no lado esquerdo de qualquer das suas páginas, permitindo consultar livremente os itens: Visitantes, Inscrição, Informação, Dúvidas e Contactos (ver Imagem 3:14). Qualquer indivíduo que se ligue a este sítio da internet poderá, através do item visitantes, ver uma breve descrição do conteúdo, os requisitos necessários à utilização do sítio da internet e uma demonstração da PC-Chem.

Os utilizadores podem também inscrever-se, de modo a ser-lhes fornecido um código pessoal, mediante a introdução dos seus dados pessoais e de um código que acompanha

cada CD-ROM. Pretende-se, deste modo, assegurar um bom funcionamento desta página, permitindo apenas o acesso a utilizadores inscritos.

No item informações, os utilizadores podem ter acesso a referências bibliográficas, datas, exemplos de simulações, exercícios propostos e exames.

Através do item “dúvidas e contactos” é possível aos utilizadores verem respondidas as suas questões, bem como enviar as suas sugestões para melhoria da PC-Chem. Esse contacto bidireccional aluno / docente é de natureza assíncrono 200 e pode ser realizado através de e-mail e de SMS (Short Message Service) ou de natureza síncrona, salas de conversação (Chat Room).

c) Análise do projecto PC-Chem

Os alunos tiveram um papel muito importante neste projecto, pois foi um grupo de uma dezena de alunos do curso de 2004/2008 de Análises Clínicas e de Saúde Pública da ESALD que foram testando o projecto e dando sugestões quanto aos conteúdos a incluir. Os alunos envolvidos neste projecto foram os que possuíam computadores pessoais e dominavam de uma forma satisfatória a informática segundo a óptica do utilizador. Decorrente de conversas informais entre os alunos e o docente no final das aulas é que iam surgindo as sugestões e impressões de todos os envolvidos, e desta forma, contribuindo para a criação dos conteúdos a incorporar na PC-Chem, sendo a etapa seguinte as reuniões entre o docente e os engenheiros informáticos de modo a estes criarem o projecto segundo as necessidades dos utilizadores.

Como foi referido, este projecto teve uma utilização muito limitada no tempo, pois com a aquisição da LMS abriram-se outras possibilidades que não eram exploradas na PC- Chem. Os alunos que usaram este projecto directamente foram os que estiveram envolvidos na sua concepção e desenvolvimento, tendo referido inúmeras vezes a mais-valia deste projecto face a uma metodologia mais tradicional.

Quando este trabalho foi iniciado, tinha por objectivo prestar uma contribuição para a melhoria do ensino na área da Química, iniciando um trabalho sem tempo de términos, em virtude de necessitar de ser constantemente actualizado. Por isso, a estrutura do CD-ROM foi projectada para ser o mais flexível possível e permitir posteriores actualizações sem comprometer a informação já existente. A alteração das ferramentas informáticas que tínhamos à nossa disposição veio alterar as condições de trabalho, permitindo realizar

tarefas que não eram viáveis. Desta forma, o projecto de PC-Chem foi dado por terminado e iniciaram-se outros projectos, tais como os descritos neste capítulo, em colaboração com engenheiros informáticos. Também foram realizados outros projectos sem a colaboração destes técnicos.

Uma das mais-valias deste projecto foi a de nos iniciar na temática do ensino da Química e da Bioquímica através das novas TIC, termos conseguido ganhar a experiência e conhecimentos necessários para a criação de equipas multidisciplinares, criadoras de conteúdos multimédia para o ensino, bem como termos aperfeiçoado os conteúdos e a forma de os transmitir aos alunos.

Como tal, todo o trabalho realizado neste projecto não foi perdido. Apesar de se ter dado por terminado, os conteúdos foram reaproveitados para projectos seguintes e foram adquiridos os conhecimentos necessários para evoluir em qualquer direcção que as TIC evoluam, bem como recorrer a meios menos sofisticados caso apareçam situações onde não estejam disponíveis LMS ou tecnologias ainda mais avançadas.