Os materiais didáticos são ferramentas pedagógicas criadas para fins educativos, classificadas conforme seu uso, abrangendo tanto games educativos quanto recursos institucionais. Eles servem como suporte para os professores durante o processo de ensino-aprendizagem. A rápida evolução tecnológica também influencia esse processo, permitindo que, atualmente, existam diversas metodologias de ensino apoiadas em um conjunto diversificado de recursos multimídia, fundamentados na tecnologia (Sousa; Moita; Carvalho, 2011).

As novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) ou Tecnologias Digitais de Informação e Comunicação (TDICs) são mais do que simples suportes, elas interferem em nosso modo de pensar, sentir, agir, de nos relacionarmos socialmente e adquirirmos conhecimentos, criando uma cultura e um novo modelo de sociedade. Assim, com o advento de um novo ambiente tecnológico-científicocultural, impulsionado pela cibercultura, tornou-se essencial a inclusão de computadores e internet na educação. Essa mudança demandou um novo paradigma que vai além do ensino tradicional, focado na simples transmissão de informações, ensejando um ensino que promova uma comunicação interativa, uma aprendizagem colaborativa e o incentivo à criatividade (Kenski, 2003; Souza et al., 2021).

Dessa forma, esta pesquisa busca responder à seguinte questão norteadora: como a tecnologia digital e os games educacionais têm sido trabalhados no ensino de Química no Brasil? Para responder a essa pergunta, este artigo de caráter teórico apresenta uma revisão sistemática da literatura, examinando os estudos relevantes dos últimos dez anos (2013 a 2023) na área de ensino de Química no Brasil. A opção de escolher a revisão sistemática da literatura justifica-se pela necessidade de sintetizar, de forma criteriosa, o estado atual da produção científica relacionada ao uso de tecnologias digitais e games no ensino de Química. Diferentemente das revisões narrativas, a revisão sistemática segue um protocolo estruturado, permitindo sua reprodutibilidade. Por meio dessa metodologia, é possível identificar tendências, lacunas e evidências consistentes na temática investigada, contribuindo para a prática docente e pesquisas futuras sobre o tema.

Assim, o objetivo deste artigo é destacar e apresentar as novas tendências e estratégias adotadas por pesquisadores brasileiros no uso de tecnologias educacionais e dos games como ferramentas pedagógicas no ensino de Química. Considerando a crescente importância das tecnologias educacionais na educação, é fundamental que os professores estejam atentos e abertos a essas inovações, a fim de promover um ensino mais dinâmico, acessível e alinhado às necessidades dos estudantes na era digital.

Esta pesquisa de revisão sistemática está deliberadamente focada na realidade educacional brasileira, considerando as políticas públicas locais, como a BNCC, e os desafios específicos enfrentados por professores de Química no país. Embora haja reconhecimento de tendências semelhantes em contextos internacionais, optou-se por uma abordagem centrada no Brasil com objetivo de contribuir com estratégias contextualizadas, voltadas à formação e atuação docente no ensino básico e no ensino superior nacional.

De acordo com Kenski (2003), muitos pensam em tecnologia de forma negativa, como “a tecnologia invade nosso cotidiano”. Porém, a tecnologia está em todos os lugares, nas atividades cotidianas, como dormir, trabalhar, comer, ler, caminhar… tecnologias como talheres, panelas e fogão, por exemplo, são essenciais para a nossa sobrevivência: a alimentação. Conforme Bazzo (2003), a diferença entre técnica e tecnologia é que essa última é resultado de estudos, planejamentos e construções específicas. Em outras palavras, a tecnologia é um sistema que leva em conta o conhecimento científico. Por exemplo, fazer iogurte, queijo, cerveja exigem técnica; a partir de Pasteur e da pasteurização dos produtos, obtivemos a tecnologia de controle térmico de microrganismos, base da microbiologia industrial. Assim, chamamos de tecnologia o conjunto de princípios e conhecimentos científicos que se aplicam ao planejamento, à construção e à utilização de um equipamento em um determinado tipo de atividade. Portanto, para criar desde uma caneta estereográfica até um computador, deve-se pesquisar, planejar e criar tecnologias (Kenski, 2003).

Tradicionalmente a aprendizagem das informações e conceitos era tarefa exclusiva da escola. Os conceitos eram passados gradativamente ao aluno após o ingresso nas instituições de ensino formal. Ao final de uma escolarização, a pessoa podia considerar-se formada, ou seja, já possuía os conhecimentos e as informações suficientes para iniciar alguma profissão. A veloz transformação tecnológica trouxe novas definições de aprendizagem; novos ritmos e novas dimensões do processo de ensino-aprendizagem foram se criando, e ainda estão, e muitas adaptações foram e serão precisas.

O livro Tecnologia e educação à distância, de Vani Kenski, fala sobre a velocidade da informação no meio tecnológico. O livro é de 2003, tempo em que não havia ainda as redes sociais. Atualmente, a acessibilidade à informação (seja ela verdadeira, seja falsa) é muito mais facilitada devido aos aplicativos de mensagens e às redes sociais. Isso sem sombra de dúvidas afeta o nosso compreender. Desse modo, o impacto na prática docente é inevitável. A amplitude e a aplicabilidade dos recursos midiáticos na educação proporcionam competências e habilidades discentes, considerando que muitos desses recursos fazem parte de seu meio sociocultural. Essa constatação impõe que se repense a necessidade de implantar as novas tecnologias no meio escolar, como ferramentas didáticas interativas e significativas para o processo de ensino-aprendizagem. Nesse sentido, Silva e Serafim (2016) destacam que a presença da internet no contexto educacional reforça a importância dessa integração tecnológica e que integrar as redes sociais e os aplicativos (que fazem parte do convívio diário das pessoas) ao processo pedagógico é uma forma de transcender os limites físicos da escola. Essa integração possibilita que estudantes e docentes possam conhecer o mundo, entrando em contato com diferentes culturas e realidades, o que favorece a aprendizagem por meio do intercâmbio de experiências e da construção colaborativa do conhecimento.

Diante dessa nova realidade, o docente deve repensar suas práticas educativas e buscar uma reflexão sobre a importância dos novos estilos de aprendizagem, bem como das peculiaridades com os quais os jovens chegam às salas de aula. Em relação ao conhecimento químico, por exemplo, sabe-se que está no cotidiano desde os primórdios da humanidade, e, na era científica tecnológica em que vivemos, essa presença se faz mais notória, fazendo com que sejamos mais dependentes da tecnologia que esse conhecimento proporciona.

Dessa forma, fica claro que é essencial um maior envolvimento entre as áreas tecnológica e educacional, considerando que a relação entre educação e tecnologia está presente na maioria dos estudos que analisam o processo de ensino-aprendizagem. Ademais, a própria Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB), junto com outros textos normativos ou de apoio educacional elaborados nos últimos anos, indica que a educação deve incluir processos formativos que visem o desenvolvimento do aluno para a vida, incentivando o uso significativo das tecnologias disponíveis. Isso implica que os estudantes devem utilizar as diversas mídias e recursos digitais disponíveis, tanto nos contextos educacionais quanto na vida cotidiana, de modo a entender seu papel no desenvolvimento social e tecnológico (Souza et al., 2021).

Assim, a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) traz em sua disposição conteúdos a serem desenvolvidos por meio da utilização das TDCIs, trazendo como quinta competência geral para a educação básica “compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica e ética” (Brasil, 2017). Pode-se relacionar o uso crítico das TDCIs às notícias falsas, por exemplo, e, embora os alunos tenham facilidade com as redes digitais, eles necessitam de ensinamentos para manusear todas as informações de modo seguro e se apropriarem delas e assim produzirem conhecimento válido.

Conforme Alvez, Martins e Andrade (2021), a BNCC modificou a fragmentação dos conteúdos em disciplinas, algo já instaurado no Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM), fazendo com que as disciplinas de Química, Física e Biologia fossem unidas em uma única área de conhecimento denominado “Ciências da Natureza e suas Tecnologias”. Isso não exclui necessariamente as disciplinas, cabendo ao professor a decisão de como abordá-las, mas garantindo a contextualização entre elas. Para essa área de conhecimento, são definidas competências, as quais sucintamente consistem em “saber analisar fenômenos naturais e os processos tecnológicos”; “conseguir interpretar a vida, a Terra e o Universo”; “interpretar problemas referentes ao conhecimento científico e tecnológico”.

De acordo com Damasceno e Oliveira (2021), a educação 4.0 consiste no uso das TDICs usando linguagem computacional, internet, Inteligência Artificial (IA) etc. para dinamizar e otimizar o processo de ensino-aprendizagem, ou seja, trata-se da incorporação da tecnologia como recurso pedagógico em sala de aula. É uma evolução da educação tradicional, que busca unir o melhor do mundo presencial com o virtual a fim de proporcionar aos alunos um ensino de qualidade. Diante desse contexto, a BNCC orienta os professores a buscar o delineamento de estratégias pedagógicas que incluam o uso tecnológico em suas aulas, de maneira a contribuir para o processo de ensino-aprendizagem.

No que diz respeito ao conteúdo, não apenas de Química, mas de Ciências como um todo, Alvez, Martins e Andrade (2021) observaram uma maior ênfase na tecnologia em comparação com documentos anteriores que orientavam o ensino. Isso é notável particularmente pela inclusão de temas como biomecânica, bioquímica do DNA e a produção de armamentos. Nesse sentido, a BNCC se apresenta bastante atualizada em relação aos avanços científicos contemporâneos, mais do que os próprios documentos anteriores.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) orientam que o ensino de Química deve ser ministrado de forma contextualizada para que os conteúdos sejam significativos para a formação da cidadania (Brasil, 2002). Assim, para que o ensino de Química não seja ensinado apenas de forma tradicional, por meio da transmissão e memorização de fórmulas químicas, são necessárias mudanças de paradigma no ensino, e uma delas é o uso de recursos tecnológicos.

Assim, os ambientes de aprendizagem tecnológica devem estar centrados numa infinidade de recursos metodológicos que demonstrem o potencial do processo de produção do conhecimento. O conteúdo químico é abstrato e de difícil compreensão pelos alunos principalmente por tratar de conceitos que envolvem teorias e hipóteses. Compreender o fenômeno químico, de acordo com Johnstone (1982), exige que os alunos compreendam os três modos representacionais do conhecimento químico, que são o macroscópico (visível), o simbólico matemático (reações, fórmulas) e o principal, o submicroscópico (invisível - átomo). Partindo dessa explanação, o uso de tecnologias educacionais no ensino de Química pode auxiliar os alunos principalmente na compreensão do modo submicroscópico, contando com a ajuda de meios digitais como aplicativos, simuladores, softwares, vídeos, inclusive em 3D, e outros.

Desse modo, diante do cenário educacional contemporâneo, é importante que o docente adote diferentes metodologias, estratégias e recursos pedagógicos personalizados, com o objetivo de potencializar o processo de ensino -aprendizagem. Contudo, ressalta-se que essas práticas devem ser cuidadosamente planejadas e articuladas aos conteúdos curriculares da disciplina, visando a promoção das competências previstas no processo formativo, conforme afirma Perrenoud (2000):

Portanto, a utilização das ferramentas tecnológicas no ensino de Química deve explicitar seu caráter dinâmico, com um conjunto de ensinamentos interativos que envolvam a interdisciplinaridade, a contextualização e a tecnologia. Giordan (2008) reforça também a questão do uso de laboratórios virtuais em situações de infraestrutura deficitária em escolas, sendo que atualmente, no ensino de Química, há uma variedade de softwares que simulam laboratórios, permitindo a realização de experimentos mesmo quando os materiais necessários não estão disponíveis, ou quando escolas não possuem laboratórios para realizá-los.

Várias são as ferramentas digitais disponíveis de forma gratuita na internet que podem auxiliar na produção e disseminação das TDICs, possibilitando suas utilizações para fins educacionais. Por exemplo, as ferramentas do Google com aplicação na educação; Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA) diversos, como Google Meet, Zoom, Moodle, YouTube Edu e Khan Academy para divulgação e acesso a videoaulas; plataformas de quizzes; games digitais (Baamboozle, Quizizz, Kahoot), laboratórios virtuais (LabVirt, PhetColorado), entre outras. Mesmo a utilização de meios como smartphones, TV digital, rádio e impressos pode ser adaptada no planejamento pedagógico mediante o emprego de TDICs (Araújo et al., 2023). Diante de tantas possibilidades tecnológicas, é necessário que os docentes conheçam as ferramentas disponíveis e compreendam como elas têm sido efetivamente utilizadas na prática educativa. Assim, com base nessa perspectiva, reforça-se que a presente pesquisa se propõe a analisar os estudos que investigam o uso dessas tecnologias no ensino de Química no Brasil, com o intuito de identificar tendências, desafios e contribuições para a prática docente.

Esta pesquisa se fundamenta em uma revisão sistemática de literatura, utilizando como protocolo metodológico o Methodi Ordinatio, proposto por Pagani, Kovaleski e Resende (2015; 2017). Esse método é especialmente recomendado para seleção e classificação de artigos científicos com base em critérios objetivos, como fator de impacto, número de citações e atualidade das publicações, organizando a revisão em etapas estruturadas e sistemáticas. Dessa forma, a metodologia adotada garante o rigor e a reprodutibilidade dos procedimentos realizados, desde a definição da pergunta de pesquisa, seleção das bases de dados, critérios de inclusão e exclusão, até a análise final dos estudos selecionados. De acordo com Campos et al. (2018), o método tem como objetivo auxiliar no processo de escolha de publicações sobre determinado tema, selecionando e classificando trabalhos científicos de acordo com sua relevância, criando, assim, um portifólio bibliográfico. O Methodi Ordinatio consiste em nove etapas de execução:

Etapa (1) - intenção de pesquisa. Para dar início à pesquisa, partiu-se da seguinte questão norteadora: como a tecnologia digital e os games educacionais têm sido trabalhados no ensino de Química no Brasil? A partir dessa questão, definiram-se as três palavras-chave para a pesquisa: educational games, chemistry teaching e technology. De acordo com Pereira e Galvão (2014), o uso de sinônimos pode ampliar os resultados em revisões sistemáticas, contudo optou-se inicialmente por um conjunto de palavras-chave mais específico e direcionado, a fim de garantir maior precisão e pertinência temática dos artigos localizados. Apesar disso, para futuras revisões sistemáticas ampliadas, podem-se incluir sinônimos e termos relacionados (por exemplo, educational technology como alternativa a technology, ou digital games em complemento a educational games), permitindo o enriquecimento do portfólio dos estudos identificados.

Etapa (2) - pesquisa em bases de dados: definição das bases de dados que serão utilizadas para realizar a pesquisa. Assim, escolheram-se a Scielo, a Scopus e a Web Of Science (WOS). A escolha dessas bases se justifica por sua ampla cobertura de periódicos científicos qualificados, sendo referências no cenário nacional e internacional. A Scielo se constitui como uma base fundamental para o acesso a produções brasileiras em educação e ensino de Ciências. Já a Scopus e a Web of Science são bases internacionais que reúnem artigos com maior impacto científico, garantindo a abrangência, a relevância e a diversidade dos estudos analisados. Assim, a seleção dessas três bases permite cobrir a produção científica nacional e internacional, dentro dos critérios de qualidade exigidos por revisões sistemáticas.

Etapa (3) - definição e combinação das palavras-chave e bases de dados. Nessa etapa, é realizada a pesquisa nas bases de dados com as palavras-chave escolhidas na etapa anterior, definindo os limites do período (em anos) dos artigos. Considerou-se o período de publicação de dez anos, entre 2013 e 2023. A escolha do recorte temporal de dez anos fundamenta-se na necessidade de contemplar as publicações mais recentes e relevantes sobre o uso de tecnologias digitais e games no ensino de Química. Considerando a velocidade com que as TDICs evoluem e se integram às práticas pedagógicas, limitar a análise aos últimos dez anos permite focar tendências contemporâneas, com maior aplicabilidade prática à realidade atual das escolas e dos professores, pois um período maior que dez anos pode incluir tecnologias já obsoletas ou descontextualizadas do cenário educacional contemporâneo.

Em seguida, realizaram-se testes de combinações possíveis, utilizando os operadores booleanos AND e OR, conforme o Quadro 1. Utilizaram-se filtros de pesquisa para a escolha do país (Brasil) e para o tipo específico de publicação (artigo).

Etapa (4) - busca final nas bases de dados com auxílio de ferramentas de gerenciamento de referências: os resultados coletados nas bases de dados são exportados para um gerenciador de referências. Quadro 2: Resultados após refinamento Assim, utilizaram-se o Mendeley e o JabRef, e, a partir disso, excluíram-se os trabalhos em duplicata e os que de algum modo não estavam de acordo com a pesquisa desejada, conforme Quadro 2:

Etapa (5) - procedimentos de filtragem: esta etapa corresponde à leitura prévia do título, das Keywords ou do abstract e à exclusão dos artigos que, inicialmente, não estejam relacionados ao tema pesquisado. Após a filtragem, somente artigos que se apresentem pertinentes continuarão no processo. Desse modo, 35 artigos foram selecionados.

Etapa (6) - identificação do fator de impacto, ano de publicação e número de citações: nesta etapa é criada uma planilha contendo o título do artigo, o nome da revista, ano de publicação, fator de impacto da revista e o número de citações.

Etapa (7) - ranking dos artigos usando a equação InOrdinatio: a equação InOrdinatio é:

InOrdinatio = (FI/1000) + α _* [10 - (ano da pesquisa - ano da publicação)] + (ΣCi)

Onde o FI é o fator de impacto, α é um fator de ponderação que varia de 1 a 10, a ser atribuído pelo pesquisador, ano da pesquisa é o ano em que a pesquisa está sendo desenvolvida, ano da publicação é o ano em que o artigo foi publicado e ΣCi é o número de citações do artigo.

Para ilustrar a aplicação prática da equação InOrdinatio, apresenta-se o cálculo realizado para um dos estudos selecionados, o artigo Digital Technologies in Chemistry Teaching: a Brief Review of the Available Categories and Tools, de Souza et al. (2021), publicado em 2021, na Revista Virtual de Química, que possui fator de impacto (FI) de 0,157 e conta com treze citações (em 2024, ano de desenvolvimento desta pesquisa). Considerando um fator de ponderação α = 10, o valor InOrdinatio foi calculado da seguinte forma:

O InOrdinatio leva em consideração o ano, o fator de impacto da revista e o número de citações do artigo. Fazendo essa correspondência, o InOrdinatio dará uma ordenação de publicações de acordo com sua relevância científica, auxiliando na leitura sistemática de artigos que realmente possuem importância para a investigação. Assim, foi possível ordenar os artigos encontrados para a temática pelo número InOrdinatio, em ordem numérica crescente, ou seja, quanto maior for o número InOrdinatio, mais relevante e importante será o artigo.

Etapa (8) - encontrar os artigos completos: após classificação dos artigos usando a equação InOrdinatio, devem-se encontrar as versões completas dos artigos.

Etapa (9) - leitura final e análise dos artigos: seleciona-se o número de artigos a serem lidos e escolhidos para a pesquisa. Desse modo, foram escolhidos quinze artigos dentre os 35 selecionados (Quadro 3).

Em síntese, os passos para a realização da revisão sistemática de literatura utilizada estão contidos na Figura 1 e detalhadas no Quadro 4.

Figura 1 Fonte:Pagani; Kovaleski e Resende (2017)

Sendo assim, a discussão dos resultados tratará dos artigos encontrados durante a revisão sistemática de literatura, bem como de diversas outras produções acadêmicas (livros no todo, capítulos de livro etc.), que são referências para a contextualização do assunto em discussão. Os artigos selecionados foram lidos integralmente e analisados de forma qualitativa. A interpretação foi orientada por uma leitura sistemática, buscando identificar recorrências temáticas e padrões nos objetivos, nas abordagens metodológicas, nos conteúdos de Química trabalhados e nos recursos tecnológicos utilizados. A partir dessa leitura analítica, foram elaboradas categorias interpretativas, como o tipo de tecnologia educacional aplicada, os níveis de ensino envolvidos, os conteúdos específicos abordados e os impactos relatados no processo de ensino-aprendizagem. Essas categorias serviram de base para a sistematização dos resultados que apresentam as tendências em tecnologias digitais educacionais presentes nas novas estratégias e metodologias desenvolvidas por pesquisadores brasileiros para o processo de ensino-aprendizagem de Química, tanto na educação básica como no ensino superior.

Os estudos apresentados na discussão podem servir como ponto de partida para a ampliação da utilização de TICs e TDICs disponíveis como ferramentas pedagógicas para servirem de estratégias didáticas alternativas para o ensino. Muitos trabalhos trouxeram relatos e resultados positivos das aplicações realizadas em sala de aula, mostrando os benefícios alcançados na evolução cognitiva e ativa dos estudantes no processo de ensino-aprendizagem, além de contribuir para a motivação, a autonomia, a criatividade, a curiosidade e, muitas vezes, a aprendizagem por colaboração.

Porém, para que isso aconteça de fato em sala de aula, é necessário que as políticas públicas educacionais e o próprio sistema educacional deem suporte para os docentes, valorizando a formação inicial e continuada desses profissionais. Muitas atividades podem ser realizadas, como a capacitação por meio de cursos, palestras, formações e atualizações, além de garantir relações entre Secretarias Estaduais de Educação (SEED), universidades e escolas. Essas mudanças são necessárias para uma melhor adequação do ensino, já que a própria BNCC prioriza uma atualização dos métodos educacionais, com aplicação de seus conteúdos de modo contextualizado e interdisciplinar com auxílio das TDICs. Isso, de acordo com Araújo et al. (2023), demonstra comprometimento com a formação de indivíduos socialmente responsáveis e capazes de exercer suas cidadanias com tomadas de decisões, por meio da valorização de suas competências e habilidades fundamentadas em saberes científicos.