Termodinâmica: Uma Proposta de Ensino a Partir da Química Computacional

Autores

  • Ézio Raul Alves de Sá Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí (IFPI), Campus de Picos, CEP 64605-500, Picos - PI, Brasil. https://orcid.org/0000-0002-6340-7380
  • Lucas Abreu do Nascimento Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Federal do Piauí, Campus Universitário Ministro Petrônio Portella, CEP 64049-550, Teresina - PI, Brasil.
  • Francisco das Chagas Alves Lima Universidade Estadual do Piauí (UESPI), Departamento de Química, Campus Pirajá, CEP 64002-150, Teresina - PI, Brasil.

Palavras-chave:

Ensino de Química, Termodinâmica Química, Softwares de Modelagem Molecular, Tutoriais.

Resumo

O processo educacional vem passando por grandes transformações nas últimas décadas, como por exemplo, através da utilização de ferramentas que proporcionam a visualização e a reprodução de modelos dinâmicos. Neste sentido, os softwares de simulação e as ferramentas de modelagem molecular surgem com a finalidade de desenvolverem a compreensão conceitual e minimizarem o aprendizado mecânico dos estudantes no Ensino de Química (EQ). A presente pesquisa busca promover uma melhor compreensão de conceitos e cálculos sobre os conteúdos de Termodinâmica Química (TQ), abordados na disciplina de Físico-Química I (FQI) de estudantes do curso de Licenciatura em Química da Universidade Estadual do Piauí (UESPI). Nesse sentido, foram produzidos e aplicados tutoriais, a fim de facilitar a utilização dos softwares de modelagem molecular pelos graduandos, a partir de aulas práticas computacionais. O método de pesquisa empregado é uma abordagem qualitativa do tipo estudo de caso, com a aplicação de questionários subjetivos e escalas do tipo Likert de cinco pontos, como instrumentos de coleta de dados. A partir dos resultados pode-se perceber que as utilizações dessas ferramentas no ensino contribuem para o aprofundamento do conhecimento termodinâmico, ajudam a estabelecer uma visão mais realística e simbólica do mundo microscópico, minimizam as limitações matemáticas na obtenção dos cálculos e melhoram o interesse e a motivação dos estudantes pelo aprendizado. 

Biografia do Autor

Ézio Raul Alves de Sá, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí (IFPI), Campus de Picos, CEP 64605-500, Picos - PI, Brasil.

Graduado em Licenciatura em Química (2013) e especialista em Ensino de Química (2015) pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí (IFPI). Mestre em Química (2015-2017) pela Universidade Federal do Piauí (UFPI), com área de concentração em Físico-Química e linha de pesquisa em Ensino de Química e Doutorando em Química (2018-2022) pela UFPI, com área de concentração em Físico-Química e linha de pesquisa em Química Computacional. Atuando como professor do Ensino Básico Técnico e Tecnológico (EBTT) do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí (IFPI), campus Picos. 

Lucas Abreu do Nascimento, Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Federal do Piauí, Campus Universitário Ministro Petrônio Portella, CEP 64049-550, Teresina - PI, Brasil.

Graduação em Licenciatura Plena em Química pela Universidade Estadual do Piauí UESPI (2012). Experiência na área da Química Teórica, com ênfase na Química Quântica e Química Computacional, atuando principalmente nos seguintes temas: cálculos em nível de DFT, estudo de reação química, efeito do solvente, cálculos de espectros de absorção e vibracional onde é membro atuante do grupo de Química Quântica Computacional da Universidade Estadual do Piauí - UESPI. Mestrado na Universidade Federal do Piauí UFPI biênio (2013 - 2015). Faz parte de grupos de pesquisa Catálise e Biocombustíveis, da Universidade Estadual do Piauí, bem como do GERATEC - P&DI Oleoquímica também da Universidade Estadual do Piauí onde realiza cálculos computacionais para os grupos.

Francisco das Chagas Alves Lima, Universidade Estadual do Piauí (UESPI), Departamento de Química, Campus Pirajá, CEP 64002-150, Teresina - PI, Brasil.

Professor do curso de Química na Universidade Estadual do Piauí, fez graduação em Licenciatura Plena em Química pela Universidade Federal do Piauí (2002), mestrado pela Universidade de São Paulo (2004). Doutor pela Universidade de São Paulo no Instituto de Química de São Carlos (2008). Estágio na Universidade de Windsor - Canadá supervisionado pelo Dr. Ricardo F. Aroca (2003). Experiência na área de Química, com ênfase em Química Quântica, atuando principalmente nos seguintes temas: cálculos DFT, estudo de reações químicas, cálculos de estado de transição, cálculos teóricos em complexos metálicos, cálculos de espectros de absorção eletrônica e vibracional e cálculo de docagem molecular em sistemas complexos. Professor Permanente do Programa de Doutorado do RENORBIO (Rede Nordeste em Biotecnologia - Coneito 5 da CAPES) e Professor dos Programas de Pós-Graduação em Química da UFPI em nível de mestrado e doutorado e do programa de mestrado em Química da UESPI. Atualmente, trabalha com grupos experimentais realizando cálculos teóricos de Química Quântica e Docagem Molecular : (1) Grupo de Catálise Heterogênea e Química Inorgânica da UFPI, trabalhando com o professor Dr. Jose Milton Elias de Matos, (2) Grupo de Biotecnologia e Catálise Heterogênea da UESPI, trabalhando com os professores Dr. Geraldo Eduardo da Luz Júnior e Dr. Manoel Gabriel Rodrigues Filho, (3) Grupo de Inorgânica com a pesquisadora Dra. Rose Maria Carlos, (4) com o Grupo de Desenvolvimento de produtos naturais e sintéticos trabalhando com o professor Dr. Livio Martins Costa Júnior, (5) Núcleo de Pesquisa em Biodiversidade e Biotecnologia (Biotec) com o professor Dr. José Roberto de Souza de Almeida Leite e (6) Grupo de Química de Materiais Híbridos e Inorgânicos da IQSC-USP liderado pelo professor Dr. Ubirajara Pereira Rodrigues Filho. Está como coordenador do subprojeto do PIBID desde 2013.

Publicado

29-06-2020