usando diretivas psico-pedagógicas no desenvolvimento de ... · ambiente virtual para ... por meio...

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Utilização de Mapas Conceituais na Construção de Ambientes Virtuais de Aprendizagem Paula Teixeira Nakamoto 1 , Eduardo K. Takahaschi 2 , Elise B. Mendes 3 , Alexandre Cardoso 4 , Edgard Lamounier Júnior 4 1 Departamento de Exatas e Humanas – Centro Universitário do Planalto de Araxá 2 Faculdade de Física - Universidade Federal de Uberlândia 3 Faculdade de Letras – Universidade Federal de Uberlândia 4 Faculdade de Letras – Universidade Federal de Uberlândia Av. João Naves de Ávila – 38.400-902 Uberlândia – MG – Brasil [email protected], {ektakahashi, elise, alexandre, lamounier}@ufu.br Abstract. This article presents a system called Virtual Laboratory of Physics which is destined to Physics teaching, electric circuits, for students of the Medium School. The motivation of this work says respect to the small access that those students possess the laboratories of such a discipline in its schools. Using techniques of Virtual Reality, based on the technology of the Internet, the system simulates a virtual environment for physical experiments, at a low cost computational and financial. Furthermore, to ensure an environment with maintainable pedagogic characteristics, the paradigm of Conceptual Maps was used to help the student to organize and to adapt yourself, to the worked concepts. The article highlights the development strategy of the system and it presents an application of the laboratory in the creation and analysis of electric circuits. Resumo. Este artigo apresenta um sistema chamado Laboratório Virtual de Física, destinado ao ensino de Física, na área de circuitos elétricos, para alunos do Ensino Médio. A motivação deste trabalho diz respeito ao pequeno acesso que esses alunos possuem a laboratórios de tal disciplina em suas escolas. Utilizando técnicas de Realidade Virtual, baseadas na tecnologia da Internet, o sistema simula um ambiente virtual para experimentos físicos, a baixo custo computacional e financeiro. Além disso, para garantir um ambiente com características pedagógicas sustentáveis, o paradigma de Mapas Conceituais foi utilizado para ajudar o aluno a se organizar, e se adaptar aos conceitos trabalhados. O artigo destaca a estratégia de desenvolvimento do sistema e apresenta uma aplicação do laboratório na criação e análise de circuitos elétricos. XXXII SEMISH 1847

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Utilizao de Mapas Conceituais na Construo de Ambientes Virtuais de Aprendizagem

Paula Teixeira Nakamoto 1, Eduardo K. Takahaschi 2 , Elise B. Mendes3, Alexandre Cardoso 4 , Edgard Lamounier Jnior 4

1Departamento de Exatas e Humanas Centro Universitrio do Planalto de Arax

2Faculdade de Fsica - Universidade Federal de Uberlndia 3Faculdade de Letras Universidade Federal de Uberlndia 4Faculdade de Letras Universidade Federal de Uberlndia

Av. Joo Naves de vila 38.400-902 Uberlndia MG Brasil

[email protected], {ektakahashi, elise, alexandre, lamounier}@ufu.br

Abstract. This article presents a system called Virtual Laboratory of Physics which is destined to Physics teaching, electric circuits, for students of the Medium School. The motivation of this work says respect to the small access that those students possess the laboratories of such a discipline in its schools. Using techniques of Virtual Reality, based on the technology of the Internet, the system simulates a virtual environment for physical experiments, at a low cost computational and financial. Furthermore, to ensure an environment with maintainable pedagogic characteristics, the paradigm of Conceptual Maps was used to help the student to organize and to adapt yourself, to the worked concepts. The article highlights the development strategy of the system and it presents an application of the laboratory in the creation and analysis of electric circuits.

Resumo. Este artigo apresenta um sistema chamado Laboratrio Virtual de Fsica, destinado ao ensino de Fsica, na rea de circuitos eltricos, para alunos do Ensino Mdio. A motivao deste trabalho diz respeito ao pequeno acesso que esses alunos possuem a laboratrios de tal disciplina em suas escolas. Utilizando tcnicas de Realidade Virtual, baseadas na tecnologia da Internet, o sistema simula um ambiente virtual para experimentos fsicos, a baixo custo computacional e financeiro. Alm disso, para garantir um ambiente com caractersticas pedaggicas sustentveis, o paradigma de Mapas Conceituais foi utilizado para ajudar o aluno a se organizar, e se adaptar aos conceitos trabalhados. O artigo destaca a estratgia de desenvolvimento do sistema e apresenta uma aplicao do laboratrio na criao e anlise de circuitos eltricos.

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1. Introduo

Com a disseminao da Internet e a pesquisa ostensiva do uso de computadores na Educao, aumentam-se as possibilidades da busca de informaes, e as pessoas querem cada vez mais se aperfeioar no processo de acesso e processamento dessas informaes [Ellis 1994], [Halliday and Resnick and Walker 2003], [Kirner 2004]. Comumente, apresentam-se dificuldades de recursos que possibilitam melhor aprendizado. Como exemplo, grande o nmero de escolas de Ensino Mdio que no possuem laboratrios de Fsica provendo condies aos estudantes de praticar conceitos trabalhados em sala de aula. Outro detalhe importante que os livros de eletricidade trazem somente a simbologia dos dispositivos eltricos (resistores, capacitores, fontes etc), dificultando a familiarizao do aluno com dispositivos reais.

A motivao deste trabalho criar um sistema que simule um ambiente virtual para experimentos de Fsica na rea de circuitos eltricos, a baixo custo computacional e que permita aos alunos a criao, anlise e simulao. A escolha por tcnicas de Realidade Virtual (RV) est relacionada com a grande demanda do uso destas tcnicas, como aprendizado e treinamento nas mais diversas reas de conhecimento tais como Educao, Medicina etc [Encarnao and Gobel 1994], [Andrade and Wazlawick 1998].

Ambientes virtuais de fcil entendimento, acoplados a processos educativos, motivam um aluno com a possibilidade de visualizar, interagir e realizar experincias que s poderiam ser efetuadas em laboratrio, catalisando o processo de ensino e aprendizagem [Pelizzari and Kriegl and Baron 2002]. A possibilidade de imerso, por meio de RV, potencializa o aprendizado [Pinho 1998]. importante que o sistema suporte uma interface intuitiva e amigvel at para o usurio menos experiente.

O objetivo deste trabalho , por meio de um projeto multidisciplinar que abranja especialistas da rea de Realidade Virtual, Pedagogia e Fsica, propor um software relacionado com ambientes virtuais que permita o ensino de Circuitos Eltricos no Ensino Mdio, com maior qualidade.

Para que o sistema possa ser mais facilmente compreendido pelo aluno, ele dividido em quatro partes: 1) Um help, para orientar o aluno a utilizar o sistema (navegador Cosmo Player [Silicon 2004] e a simulao); 2) um mapa conceitual [Konrath and Tarouco 1997] para a organizao e a distribuio dos conceitos relacionados com o fenmeno em questo; 3) um ambiente de demonstrao; e 4) um ambiente para a avaliao da aprendizagem significativa (Construo de Circuitos). 2. Realidade Virtual na Educao Pinho (1998) e Silva (2002) comprovam que a capacidade de reteno e de compreenso de um indivduo aumentam quando a mdia usada para comunicao interativa. Essa interao e algumas outras caractersticas como imerso e navegao podem ser adquiridas com o uso da Realidade Virtual.

A potencialidade da Realidade Virtual relaciona-se com o fato de permitir a explorao de ambientes, processos ou objetos, no por meio de livros, fotos, filmes ou aulas, mas mediante a manipulao e a anlise virtual do prprio alvo de estudo [Pinho 1998]. Aplicando-se as tcnicas de RV na Educao, possvel produzir ambientes que facilitem o ensino e o aprendizado ou at mesmo complementem o contedo aprendido pelo aluno. A proposta deste trabalho relaciona-se com o desenvolvimento de um

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laboratrio virtual que permite ao aluno simular a modelagem e analisar circuitos, sem correr o risco de queimar ou danificar os componentes e equipamentos eltricos fato freqente em laboratrios reais.

Dentre as razes que apontam a adequao de RV, destacam-se: A flexibilidade de o usurio escolher diferentes maneiras de realizar o aprendizado,

pois alguns preferem o aprendizado visual, outros o verbal, alguns preferem explorar, outros deduzir. Em cada estilo, pode-se usar a RV de uma forma diferente.

Maior motivao dos usurios, Realidade Virtual uma forma das pessoas visualizarem, manipularem e interagirem com computadores e dados extremamente complexos [Burdea and Coiffet 1994], [Kirner 2004]. O usurio pode interagir com o ambiente manipulando diretamente seus objetos.

Maior oportunidade para experincias, cujo acesso, muitas vezes, seria difcil por outros meios. Pessoas aprendem com maior facilidade pela explorao, por testes, em vez da deduo. Possibilita que haja uma interao mais intuitiva e, desta forma, estimula a participao ativa do estudante. A RV pode criar ambientes altamente interativos, proporcionando a manipulao direta com um ambiente que responde s aes do usurio.

3. Trabalhos Relacionados Com o objetivo de avaliar as potencialidades dos softwares desenvolvidos para o ensino de circuito (eletrodinmica), alguns trabalhos foram analisados, onde se procurou destacar suas limitaes, ressaltando o tipo de interao propostas por estes sistemas. O Pintar VirtualLab Eletronics [American Pintar 2000] um software educacional criado em duas dimenses, que mostra alguns smbolos de dispositivos eltrico e permite que o usurio crie seus circuitos. Uma das limitaes encontradas no prottipo quanto interao do usurio com o meio. Esta se passa apenas na visualizao e manipulao dos objetos, no permitindo que o usurio analise o circuito criado e no veja a modelagem real dos dispositivos (Figura 1).

FIGURA. 1

EXEMPLO DE CIRCUITO DO SOFTWARE PINTAR VIRTUALLAB ELETRONICS

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Outro trabalho analisado o applet Java disponvel no site de URL: http://www.zaz.com.br/fisicanet/simulacoes/vlab/Voltage/, chamado Fsica.Net (Figura 2). Este sistema apresenta tcnicas de modelagem interativa, onde na parte superior do applet existe uma quantidade limitada de dispositivos eltricos que o usurio poder arrastar para um circuito pr-montado na parte inferior do applet. Dependendo dos valores de resistncia inseridos no circuito, do valor da bateria e se a chave estiver fechada; a lmpada poder acender, quebrar ou no acontecer nada. Entretanto, neste sistema, os dispositivos no so modelados de forma realstica, por exemplo, um resistor no possui cdigo de cores para a definio de seu valor, e o applet no possui nenhuma dica ou ajuda caso o usurio tenha alguma dvida. Outro problema que se o usurio no tiver nenhum aprendizado anterior sobre circuitos, no existe nenhum link ou boto que traga qualquer conceito, logo ele no conseguir entender o circuito, muito menos aprender de maneira significativa.

FIGURA. 2

UM EXEMPLO DE CIRCUITO NO FISICANET.

1 Outro trabalho [Silva and Lamounier 2002], mostrado na Figura 3 , apresenta um painel com dispositivos eltricos que se arrastados podem montar um circuito e ao final ser analisado com seus valores mostrados em uma janela Infelizmente, este sistema s modela componentes em 2D, tambm limitando a capacidade prtica de aprendizado de seu usurio.

FIGURA. 3 MONTAGEM E ANLISE DE CIRCUITOS

1 Fonte: Figura retirada do artigo de Arquimedes Silva [Silva And Lamounier 2002].

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http://www.zaz.com.br/fisicanet/simulacoes/vlab/Voltage/

Outro trabalho analisado o projeto LVEE [Meiguins et al., 2002], mostrado na Figura 42, desenvolvido pela Universidade Federal do Par e consiste na criao de um ambiente virtual, baseado em modelos do mundo real, para experimentao de atividades virtuais relacionadas a circuitos eltricos e eletrnicos. Neste sistema, o estudante encontra, no ambiente virtual, uma bancada constituda de um protoboard, onde podem ser inseridos os dispositivos e um painel de controle que o usurio usar para insero dos componentes eletrnicos. Todo o material necessrio para executar as experincias, tais como: capacitores, resistores, fontes etc, esto no painel de controle. O painel de controle possibilita ao aluno realizar testes no s com todos os materiais, como tambm com as mudanas de parmetros na execuo das experincias, como valores de resistncia, voltagem etc. No LVEE, o usurio que deseja fazer um teste, pode selecionar os componentes no painel de controle e clicar no boto Inserir para que o dispositivo possa ser colocado no protoboard. Caso o usurio deseje fazer alguma modificao no circuito, ele dever, no painel de controle, especificar o dispositivo e clicar no boto Remover. Logo aps a insero dos dispositivos, o circuito montado poder ser analisado clicando-se no boto Simular. O sistema LVEE permite ao usurio realizar vrias anlises com diferentes dispositivos, mas, ao realizar uma anlise, ele no permite que esta seja real, pois no software no existe modelado nenhum equipamento de medio como, por exemplo, um multmetro que pode ser ligado ao protoboard. Todas as medies do circuito aparecem juntas na caixa de texto Resultado do SPICE, no painel de controle. Outro problema que o sistema no transmite a sensao de o usurio estar montando o circuito, pois o protoboard no manipulado diretamente, ele sempre atualizado a cada ao que o usurio executa no painel de controle.

FIGURA. 4

DESENVOLVENDO EXPERINCIAS NO LVEE 2 Fonte: Figura retirada do artigo de Bianchi Serique [Meiguins et al., 2002].

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Assim, considerando os trabalhos analisados, nota-se a necessidade de desenvolver um sistema que suporte uma interao mais realstica e natural para o aluno. Acredita-se, que as tcnicas de Realidade Virtual, associada a propostas pedaggicas (prxima seo), contribuam fortemente para a elaborao de um ambiente de aprendizagem mais competitivo. 4. Mapas Conceituais Os Mapas Conceituais so utilizados para auxiliar na organizao e distribuio dos conceitos relacionados aos contedos a serem desenvolvidos (utilizados na simulao). Essa estrutura composta de diferenciaes progressivas, reconciliaes integrativas e ligaes proposicionais. Diferenciaes progressivas se estruturam de forma que os conceitos superordenados (ncoras para a compreenso da informao) estejam no topo e depois se especificam em conceitos subordinados em diferentes nveis de incluso. As reconciliaes integrativas evidenciam as possveis relaes existentes entre as diversas idias que esto sendo trabalhadas, de modo a facilitar e a catalisar a criao destas ligaes na estrutura cognitiva do aprendiz.Desse modo, o mapa oferece aos estudantes uma viso entre as partes e o todo conceitual, bem como uma estrutura de redes semnticas, oferecendo, assim, a possibilidade de estratgias para o gerenciamento da aprendizagem, tais como: verificar erros conceituais, observar qual o conhecimento a priori necessrio para a compreenso da nova informao e navegao conceitual [Novak and Gowin 1984].

A proposta de trabalho dos Mapas Conceituais est baseada na idia fundamental da Psicologia Cognitiva de Ausubel [Konrath and Tarouco 1997], [Pelizzari and Kriegl and Baron 2002], [Saotome and Cunha 2003], que estabelece que a aprendizagem ocorre por assimilao de novos conceitos e proposies na estrutura cognitiva do aluno. Novas idias e informaes so aprendidas, medida que existam pontos de ancoragem.

Quando o contedo escolar a ser aprendido no consegue ligar-se a algo j conhecido, ocorre o que Ausubel chama de aprendizagem mecnica, ou seja, quando as novas informaes so aprendidas sem interagir com conceitos relevantes existentes na estrutura cognitiva. Assim, a pessoa decora frmulas, leis, mas esquece-as aps a avaliao.

Aprendizagem implica em modificaes na estrutura cognitiva e no apenas acrscimos. So aspectos relevantes para a aprendizagem significativa [Pelizzari and Kriegl and Baron 2002]: Subsunores (conhecimento especfico a priori) que so necessrios para a

compreenso da nova informao; Materiais de aprendizagem bem organizados; Novas idias e conceitos "potencialmente significativos" para o aluno; Fixao de conceitos novos nas estruturas cognitivas j existentes, fazendo com que

eles sejam relembrados.

Observando os itens anteriores, tem-se o pressuposto de que o indivduo constri o seu conhecimento partindo da sua predisposio afetiva e seus acertos individuais. Estes mapas servem para tornar significativa a aprendizagem do aluno, orientando-o por meio de conceitos para depois ser levado s simulaes.

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O mapa organizado de forma que os temas chave venham primeiro e, depois, eles vo se especificando. Ele composto de temas, e estes possuem links que trazem definies para os alunos, auxiliando-os para depois alcanarem a simulao, pela qual podero verificar o aprendizado que foi guiado pelo mapa. Na Figura 5 mostra-se uma parte do mapa conceitual da eletrodinmica desenvolvido pela equipe de Fsica e supervisionado pela equipe de Educao/UFU, que fundamentou este projeto. O desenho do mesmo foi elaborado com a ferramenta Cmap Tools [IHMC 2004]. Este mapa est sendo usado no sistema desenvolvido para indicar elos entre conceitos e relacionamentos entre temas.

FIGURA. 5

PARTE DO MAPA CONCEITUAL DA ELETRODINMICA. 5. Arquitetura do Sistema O sistema proposto possui uma interface que permite que professores e alunos desenvolvam experincias de forma gil, simples, sem necessidade de conhecimentos tcnicos relacionados Informtica, nem conhecimentos anteriores sobre a matria em questo, pois o sistema contm os Mapas Conceituais que podem guiar os alunos na aprendizagem dos conceitos.

O sistema composto de documentos hipertextos, que, geralmente, so engendrados usando a "Hypertext Markup Language'' (HTML). O mundo virtual construdo com as linguagens VRML (Virtual Reality Modeling Language) [Ames and Nadeau 1997] e JavaScript [Goodman 2004]. A visualizao dos mundos em Realidade Virtual realizada por um plug-in, o Cosmo Player [Silicon 2004] que executado sob superviso do navegador da Internet.

Em um ambiente virtual, o usurio encontrar uma srie de dispositivos que possibilitaro a criao de experincias, a visualizao dos efeitos e resultados obtidos a partir de suas escolhas. A implementao do sistema em VRML e JavaScript e a modelagem dos objetos em 3D contribuem para a criao de arquivos pequenos, que so compartilhados via Web, resultando num baixo custo de transmisso e armazenamento. A Figura 6 mostra o diagrama bsico da arquitetura do sistema.

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FIGURA. 6 ARQUITETURA DO SISTEMA

A Interface Grfica com o usurio (GUI) suportar as tarefas de criao e

experimentao de circuitos bem como a visualizao dos resultados obtidos. O acesso do usurio a GUI ser presencialmente ou distncia, via rede de computadores mundial, Internet. Esse sistema composto por vrios blocos cujas funes sero discutidas a seguir.

O bloco Gerenciador de Mapas Conceituais composto de ns e de relacionamentos. Os ns contm os temas principais, os quais possuem links que conduzem o usurio a contedos explicativos e exemplos, possibilitando, assim, um maior entendimento do tpico em anlise. Os relacionamentos tm os objetivos de correlacionarem os temas, fazendo com que os usurios possam compreender o contedo em sua totalidade.

O bloco Ambiente Virtual composto pelos blocos Objetos Virtuais e Painel de Controle. Os objetos virtuais e o painel de controle foram criados usando a linguagem VRML, ambos possuindo sensores que captam o toque do usurio por meio do mouse. Os Objetos Virtuais so: a placa pr-montada, a caixa com os dispositivos eltricos e o multmetro. Na caixa sobre a mesa, esto os dispositivos eltricos que o usurio poder usar para criar o circuito. O painel de controle contm vrios botes. Os primeiros cinco botes possuem links que levam o usurio a vrios tutoriais para auxiliar o seu aprendizado. O sexto boto exploratrio, muito importante na preparao de ambientes de aprendizagem. Ele prev as dificuldades ou dvidas que os estudantes possam ter ao testar seus conhecimentos ou habilidades. Caso o usurio queira acessar a ajuda basta posicionar o cursor do mouse sobre o boto ?. Uma caixa de texto ser apresentada com algumas dicas sobre a situao atual do circuito. O ltimo boto utilizado para reiniciar a simulao, proporcionando novas experincias.

A Figura 7 mostra a pgina inicial do ambiente de construo de circuitos.

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FIGURA. 7

AMBIENTE DE CONSTRUO.

No bloco Gerenciador do Circuito, esto as funes implementadas em JavaScript, que permitem a interao do usurio com o mundo. Essa interao viabiliza as entradas de dados pelo usurio, que, por meio do mouse, seleciona os dois pontos na placa onde se deseja colocar o dispositivo e, em seguida, na caixa de dispositivos eltricos, tambm com o mouse, seleciona-se o resistor ou o capacitor desejado. Este procedimento se repetir at a montagem completa do circuito sobre a placa.

Finalizada a montagem do circuito, o usurio poder utilizar o multmetro para realizar medies de parmetros e variveis do circuito, tais como: a resistncia, a corrente ou a diferena de potencial (voltagem) entre dois pontos quaisquer do circuito. O procedimento para inserir o multmetro no circuito similar montagem do circuito, ou melhor, com o mouse, selecionam-se dois pontos na placa e, a seguir, seleciona-se a funo desejada para o multmetro: A para medio de corrente, V para medio da diferena de potencial e para medio de resistncia.

Ao analisar o circuito, alguns detalhes importantes devem ser observados, como, por exemplo: se a chave da placa est aberta ou fechada; se os pontos esto selecionados no multmetro; se o que se deseja calcular (corrente, diferena de potencial ou resistncia) est selecionado; e, tambm, o valor da fonte de tenso DC (bateria ou pilha). O valor default da fonte de tenso 1,5 V, mas ele poder ser modificado na caixa de Tenso, que aparecer ao clicar-se na pilha. A Figura 8 mostra um suposto circuito montado e o valor medido para a corrente entre os pontos A e B. Para convalidar a corrente nos pontos AB de 0.020833 A, indicada pelo multmetro, o usurio teria que resolver o circuito [Alvarenga and Maximo 2000]. A Figura 9 mostra um outro exemplo de circuito montado. Neste exemplo ocorre um curto circuito e o usurio no pode usar o multmetro, pois ele est bloqueado. A Figura 9 mostra tambm que o boto exploratrio esta sendo acessado e na sua caixa de texto explicado o porqu de o multmetro no poder ser utilizado neste exemplo de circuito montado.

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FIGURA. 8

EXEMPLO DE UM EXPERIMENTO NO AMBIENTE DE CONSTRUO

FIGURA. 9

EXEMPLO DE UM EXPERIMENTO NO AMBIENTE DE CONSTRUO

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6. Implementao do Sistema O bloco Gerenciador do Circuito implementado em JavaScript, em que os algoritmos so desenvolvidos baseados em grafos, e cada ndulo corresponde a um componente eltrico, cada arco corresponde a uma ligao entre estes. Aps criar o circuito, o seu grafo correspondente ento convertido em um conjunto de valores que sero usados num conjunto de equaes (Lei das Malhas) que so processadas e fornecem uma anlise completa do circuito. A cada novo dispositivo eltrico inserido no circuito, o grafo atualizado at que o circuito esteja completo [Burian 2004].

O circuito pode ser analisado em vrios sentidos, mas o escolhido para implementao foi o sentido convencional da corrente eltrica, do positivo para o negativo nas cargas (resistores). Logo, uma vez preenchido o grafo, os dados j estaro todos armazenados na memria podendo, ento, ser pesquisados e manuseados.

A lei das malhas (Lei de Kirchhoff das tenses), citada anteriormente [Halliday and Resnick and Walker 2003], registra o comportamento das tenses na malha dos circuitos. Essas leis dizem que a soma das correntes que chegam a um n igual soma das correntes que saem do mesmo n (Lei das Correntes) e que a soma das elevaes de potencial ao longo de um percurso fechado qualquer (malha) igual soma das quedas de potencial no mesmo percurso fechado (Lei das Tenses). Assumindo-se que as quedas de potencial (do terminal positivo para o negativo no sentido do percurso escolhido) so positivas e que as elevaes de potencial (do terminal negativo para o positivo no sentido do percurso escolhido) so negativas, a Lei das Tenses de Kirchhoff estabelece que a soma algbrica das tenses em um percurso fechado nula.

Todas essas caractersticas permitem que, uma vez criado o circuito, o usurio possa fazer qualquer tipo de medio utilizando o multmetro que o resultado ser sempre vlido. 7. Avaliao do Sistema O sistema foi apresentado a trinta e um usurios, sendo 06 professores e 25 alunos, entre eles, alunos do curso de graduao de Fsica e alunos do Ensino Mdio. Primeiramente, foi explicado a esses usurios o objetivo do sistema e, em seguida, cada um deles executou-o individualmente. Aps a execuo do sistema, os usurios responderam a um questionrio. Analisando-se as respostas nos questionrios, foi possvel avaliar vrios itens. Os itens avaliados, juntamente com seus resultados foram mostrados na figura abaixo:

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0% 20% 40% 60% 80% 100%

J desenvolveu experimentos em Laboratriode Fsica

A ferramenta til para a construo decircuitos

Os menus de ajuda so de fcil entendimento

A Interface do usurio de fcil entendimento?

Quanto a facilidade de uso, o softw are intuitivo?

O mapa conceitual ajudou a melhorar acompreenso dos conceitos

O sistema permitiu a aquisio de informaesteis sobre circuitos?

Sim NoEm parte

FIGURA. 10 RESULTADO DA AVALIAO DO SISTEMA

Analisando todos os itens avaliados nos questionrios, conclui-se que o sistema prottipo desenvolvido foi bem aceito pelos usurios entrevistados. Estes contriburam com algumas sugestes, descritas a seguir: Inserir no sistema um apresentador (avatar) indicando o uso do programa; inserir mais dispositivos eltricos, principalmente mais capacitores; inserir sons para facilitar a visualizao dos eventos; bloquear o multmetro (no permitir medies) quando ocorrer um curto circuito,

pois se isso ocorrer em um laboratrio real, o equipamento pode ser danificado (item foi contemplado).

Ao analisar a avaliao feita pelos usurios e as sugestes propostas pelos mesmos, constatou-se que houve motivao por parte deles na utilizao do sistema, comprovando que a introduo do computador no processo multidisciplinar de educao tende a impulsionar novos paradigmas no processo de ensino aprendizagem. Entretanto, observou-se que o sistema foi muito bem avaliado por professores e alunos de graduao de Fsica. Isso se deve ao fato de os alunos do Ensino Mdio terem mais dificuldade de abstrao e aplicabilidade da ferramenta e se preocuparem muito com a interface do sistema. 8. Concluses e Trabalhos Futuros Este artigo apresentou o prottipo de um laboratrio virtual de fsica, na rea de circuitos eltricos, que explora o uso de tcnicas de RV e processos pedaggicos no Ensino Mdio. Este sistema, resultado de um projeto multidisciplinar, apresentou uma simulao de um laboratrio de circuitos eltricos real, devido modelagem suportada pelas tcnicas de RV exploradas. O uso de tecnologias tais como a integrao de VRML e JavaScript, mostrou a capacidade do sistema de simular fielmente a criao e anlise

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de circuitos eltricos. A adoo do paradigma de Mapas Conceituais habilitou o sistema a permitir o seu usurio a construo de seu conhecimento de forma mais intuitiva que outros tutoriais encontrados na literatura e Internet. Alm disso, ao explorar tais tcnicas, garante-se que o laboratrio desenvolvido poder ser acessado via Internet, sem custo de aquisio de softwares e hardwares adicionais. Por esta razo, pode se tornar uma ferramenta de apoio para as escolas e alunos que no tm acesso a laboratrios de Fsica instalados.

Como trabalhos futuros, o watmetro (medidor de potncia eltrica) pode ser implementado. Outros contedos da Fsica, tais como, tica, Ondulatria, Dinmica e outras, podero ser investigados e implementados com as tcnicas pedaggicas aqui apresentadas ou com a utilizao de agentes inteligentes. 9. Referncias Bibliogrficas Alvarenga, B; Maximo, A. Curso de Fsica: Volume 3, 5. ed. So Paulo: Editora Scipione, 2000.

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Abstract. This article presents a system called Virtual Laboratory of Physics which is destined to Physics teaching, electric circuits, for students of the Medium School. The motivation of this work says respect to the small access that those students possess the laboratories of such a discipline in its schools. Using techniques of Virtual Reality, based on the technology of the Internet, the system simulates a virtual environment for physical experiments, at a low cost computational and financial. Furthermore, to ensure an environment with maintainable pedagogic characteristics, the paradigm of Conceptual Maps was used to help the student to organize and to adapt yourself, to the worked concepts. The article highlights the development strategy of the system and it presents an application of the laboratory in the creation and analysis of electric circuits. Resumo. Este artigo apresenta um sistema chamado Laboratrio Virtual de Fsica, destinado ao ensino de Fsica, na rea de circuitos eltricos, para alunos do Ensino Mdio. A motivao deste trabalho diz respeito ao pequeno acesso que esses alunos possuem a laboratrios de tal disciplina em suas escolas. Utilizando tcnicas de Realidade Virtual, baseadas na tecnologia da Internet, o sistema simula um ambiente virtual para experimentos fsicos, a baixo custo computacional e financeiro. Alm disso, para garantir um ambiente com caractersticas pedaggicas sustentveis, o paradigma de Mapas Conceituais foi utilizado para ajudar o aluno a se organizar, e se adaptar aos conceitos trabalhados. O artigo destaca a estratgia de desenvolvimento do sistema e apresenta uma aplicao do laboratrio na criao e anlise de circuitos eltricos. 2. Realidade Virtual na Educao

9. Referncias Bibliogrficas