A Proposal for Teaching Stereochemistry cis/trans from a Potentially Meaningful Teaching Unit (PMTU) and usage of molecular modeling
Autores: Adriana de Farias Ramos, Agostinho Serrano.
O aprendizado de ciências ainda é, em grande medida, mecânico; e o aprendizado de Química não é um contra-exemplo desta indesejável situação. Várias reformas propostas recentemente de reestruturação do currículo da Química consideram que para termos um aprendizado mais significativo o estudante deve ser capaz de ver a química como uma ciência preditiva a partir de uma análise estrutural de compostos químicos e também de compreender fenômenos químicos sob a ótica do conceito de energia. Assim, o objetivo deste trabalho é propor a utilização de uma sequência didática, baseada no uso de técnicas de modelagem molecular e construída dentro do modelo de Moreira de UEPS, para o ensino de estereoquímica cis/trans. A atividade tem como objetivo realizar uma análise conformacional do n-butano e dos isômeros cis e trans do 2-buteno. Desta forma, pretende-se oferecer a oportunidade para que o estudante compreenda dois conceitos fundamentais: a) que a energia de uma molécula é determinada pela estrutura que a mesma assume no espaço, e a molécula irá assumir a estrutura tal que a sua energia seja um mínimo e b) que no caso das ligações duplas, existe uma barreira de potencial que impede a rotação espontânea em torno da ligação dupla, sem que a mesma seja rompida. Assim, empregamos a perspectiva teórica ausubeliana de um ensino potencialmente significativo por meio do conceito integralizador da energia molecular dos confôrmeros cis/trans, energia esta obtida por meio de modelagem molecular. Resultados exploratórios parecem indicar que, caso o estudante já saiba visualizar microscopicamente espécies químicas, é possível reordenar sua estrutura conceitual no campo da isomeria por meio de uma aprendizagem significativa combinatória em torno do conceito de energia.
Science learning still is, to a great extent, mechanical; and Chemistry learning does not constitute a counter example of this undesirable situation. Many reforms recently proposed of re-structuring chemistry curriculum ponder that in order to have a more meaning learning the student must be able to see chemistry as a predictive science made upon a structural analysis of chemical compounds and also to be able to understand chemistry phenomena within the framework of the concept of energy. Hence, the goal of this work is to propose the usage of a didactic sequence, based on using Molecular Modeling techniques and built with Moreira’s model of PMTU for teaching cis/trans stereochemistry. The activity has the objective of performing the conformational analysis of n-butane and the cis/trans isomers of 2-butene. Thus, its intended to offer the opportunity for the student to understand two fundamental concepts: a) that the energy of a molecule is determined by the structure that it assumes in space, and the molecule will assume the structure which has a minimum of energy and b) in case of double bonds, there is a potential barrier which prevents the spontaneous rotation around the double bond, without breaking it. Therefore, we employ the theoretical perspective of Ausubel of a potentially meaningful teaching by means of the integralizating concept of molecular energy of the cis/trans confomers, with such energy obtained by means of molecular modeling. Exploratory results seem to indicate that, if the student is already able to visualize microscopically chemical species, it is possible to reorder his conceptual structure in the field of isomerism by means of a combinatory meaningful learning around the concept of energy.
sequência didática, aprendizagem significativa, modelagem molecular, ensino de química, isomeria, aprendizagem significativa combinatória.
didactical sequence, meaningful learning, molecular modeling, teaching chemistry, isomerism, combinatory meaningful learning.