Água virtual : desenvolvimento e avaliação de um ambiente virtual para o ensino e aprendizagem da Física e da Química

Abstract

Este trabalho descreve o uso de ambientes virtuais no ensino e aprendizagem da Física e da Química. O ambiente virtual que desenvolvemos, intitulado Água Virtual, centra-se na estrutura microscópica da água explorando os conceitos de fases da matéria, transições de fase e ainda de orbitais atómicas e moleculares. Efectuámos um estudo qualitativo com alunos dos cursos de Física, Química, Química Industrial, Engenharia Física e Engenharia Civil do primeiro ano da Universidade de Coimbra. O sistema de realidade virtual consiste num ambiente virtual composto de vários cenários, que podem ser visualizados num ecrã de computador com ou sem óculos estereoscópicos. A interacção realiza-se por meio de um rato. Averiguámos a influência de ferramentas de visualização tridimensional na compreensão de conceitos científicos por alunos com boas capacidades de aptidão espacial mas que obtiveram classificações menos boas nas disciplinas de Física e de Química do 10º ao 12º ano de escolaridade. Os resultados obtidos permitem concluir que ferramentas gráficas de visualização, que disponibilizam animações tridimensionais e possibilitam interacção e navegação, se mostraram bastante úteis na compreensão de transições de fase mas o mesmo já não aconteceu em igual medida relativamente às fases. Relativamente à compreensão conceptual de orbitais atómicas não se registaram benefícios estatisticamente significativos. O efeito de estereoscopia não se mostrou determinante na compreensão conceptual excepto no caso da melhor percepção de redes tridimensionais como a do gelo.