Algumas questões prévias

De que se trata esse material ?

      Bom, como diz o título, de vivificar imagens e relações numéricas encontrados em livros-texto. Em palavras mais abstratas…da tentativa de se oferecer algumas ferramentas para compor objetos didáticos para qualquer área do Ensino Médio.

      Agora, de modo mais específico, de instrumentalizar professores ao uso de dois programas básicos de computador, um para visualização de moléculas em 3D, e outro para vivificar algumas relações estáticas encontradas em livros-texto por animações, interatividade, e simulações.

Qual a vantagem em se familiarizar com esses programas ?

      Também em módicos termos, para oferecer aos alunos uma visão mais paupável e amigável de conteúdos trazidos de livros-texto do nível educacional da proposta.

Como alunos do ensino médio podem beneficiar-se da oferta das ferramentas que serão tratadas aqui ?

      Isto tem muito a ver com o conceito de letramento visual (visual literacy) e também com letramento científico. Em síntese, os livros-texto oferecem formas distintas de apresentação de conteúdos, e que exigem do estudante diferentes níveis de abstração, como o simbólico (fórmula estrutural, equação), esquemático (fluxogramas, geovisualização), gráfico (relação entre variáveis), realístico (resultado experimental), e de cartoon (estrutura molecular).

      Assim, pretende-se oferecer uma ferramenta para auxiliar na abstração de cartoon, e outra para o simbólico, esquemático, gráfico, e de análise de dados presente na abstração realística. Essa segunda ferramenta permitirá acessar o conteúdo de livros-texto por animações e simulações.

      Na prática imediata e de curto prazo, essas ferramentas poderão possibilitar um menor nível de abstração para alguns conteúdos encontrados em livros-texto do Ensino Médio, por exemplo:

• permitindo a visualização de uma molécula em 3D, sua rotação, tamanho, estudo estrutural e químico, funções orgânicas, relações de estrutura e função, e animações.
• permitindo a elaboração de gráficos animados a partir de equações, visualização interativa de gráficos, e simulações.

E quais são essas ferramentas ?

      Para a visualização de moléculas em 3D será empregado o programa Jmol, e para os demais mencionados o programa R com sua interface gráfica RStudio. São programas gratuitos para instalação em computador de mesa ou notebook, embora também acessáveis por navegador de internete, e nesse caso, sem necessidade de instalação. Essa versão em nuvem foi a escolhida para este treinamento aos dois programas.

Além dos conteúdos específicos com algum potencial para melhorar o aprendizado do estudante, há outra vantagem ao usuário no aprendizado dos programas ?

      Diversas. De início, a familiarização com linguagens de programação. O Jmol é mais fechado, e trabalha somente com a compilação de códigos para modelos atômicos. O que já é muito bom para se visualizar a imensidade de moléculas presentes em livros-texto. Já o R é outra história.

      O R permite uma infinidade de ações, quer voltadas à pesquisa ou ao ensino. É utilizado por diversas Universidades ao redor do mundo, bem como por diversas empresas de porte (ex: Google, Facebook, LinkedIn, Twitter, Bank of America, Lenovo, Bing). Embora tenha sido originalmente desenvolvido para análise de dados, possui hoje mais de 20 mil pacotes adicionais.

      Essa expansibilidade permite, por exemplo, recursos de matemática, estatística, gráficos e tabelas avançados, animações e simulações, análise de imagem e de texto, criação musical e artística, ciência de dados, inteligência artificial, comunicação com placas microcontroladores (ex: Arduino), internete das coias (IoT), criação de blogs, de livros e mesmo de websites, tal como este, usado para produzir produzir o material do treinamento.

E o tal Ensino Reprodutível, de que se trata ?

      Ensino Reprodutível (ER) uma metodologia ativa em ensino-aprendizagem ainda em formação, e que mistura trechos de algoritmos com conteúdos temáticos, ambos editáveis num simples bloco de notas. Na prática, o ER envolve aplicar códigos escritos em um programa específico para a produção de um objeto didático, incluindo aí um modelo molecular, um gráfico, uma tabela, uma mídia, um texto formatado com saída em DOCX, PDF ou EPUB, uma animação, e/ou uma simulação, dentre vários.

      Dessa forma é possível imaginar que um aprendiz agregue valor a seu aprendizado ao 1) repetir a execução do código num programa específico, 2) alterar algum trecho do código para observar um resultado diferente, ou mesmo 3) criar um novo código buscando outro produto final. Nesse caso, a reprodutibiidade está centrada na criação/modificação do objeto didático, e que pode ser realizada por qualquer pessoa que tenha o programa e o código.