A N A I S - 2 0 1 0

O R G A N I Z A D O R E S

Edson de Almeida Rego Barros

Melanie Lerner Grinkraut

Angela Hum Tchemra

Doralice Inocêncio

Apoio:

s-capa-anais7.pmd 29/11/2010, 15:451

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A N A I S - 2 0 1 0

O R G A N I Z A D O R E S

Edson de Almeida Rego BarrosMelanie Lerner Grinkraut

Angela Hum Tchemra

Doralice Inocêncio

São Paulo

2010

Apoio:

II

Universidade Presbiteriana Mackenzie

Augustus Nicodemus Gomes LopesChanceler

Pedro Ronzelli JúniorReitor

Cleverson Pereira de AlmeidaDecano de Extensão

Marcel MendesDiretor da Escola de Engenharia

Edson de Almeida Rego BarrosCoordenador Geral do Alice Brasil

© 2010 - Instituto Presbiteriano Mackenzie

Rua da Consolação, 896 – Prédio 6

Cep: 01.302-907 – São Paulo/SP – BrasilTel: 55(11) 2114-8552

Web Page: http://www.mackenzie.br / e-mail: engenharia@mackenzie.br

Impresso no Brasil

Comitê Consultivo:

Dr. Adilson VieiraDr. Ademar PereiraDra. Ana Maria Porto CastanheiraDr. Cleverson Pereira de AlmeidaDr. Antônio Gonçalves de Mello JúniorMs. Antônio Marcos Ferraz CamposMs. Francisco Solano PortelaMs. Gilson Alberto NovaesDra. Helena Bonito Couto PereiraDra. Leila Figueiredo de MirandaMs. Lindberg Clemente de MoraisDr. Manassés Claudino FontellesDr. Marcel MendesMs. Paulo FerreiraDr. Pedro Ronzelli Jr.Dra. Sandra Maria Dotto StumpDra. Terezinha Jocelen MassonDra. Yara Maria Botti M. de Oliveira

Comitê de Organização:

Dra. Ana Júlia Ferreira RochaDra. Angela Hum TchemraMs. Daniel Arndt AlvesDr. Edson de Almeida Rego BarrosMs. Edson Tafeli Carneiro SantosMs. Doralice InocêncioMs. Lindberg Clemente de MoraisMs. Magda Aparecida Salgueiro DuroDr. Marcel MendesDra. Melanie Lerner GrinkrautDr. Osvaldo Ramos Tsan HuDr. Paulo Alves Garcia

Comitê Internacional do Programa:

Ms. Alcides Ferreira da SilvaDra. Ana Júlia Ferreira RochaMs. Ana Maria C. Babbini MarmoDra. Célia Mendes Carvalho LopesDr. Daniel Benitez BarriosMs. Gilberto Teixeira da SilvaDr. Edson de Almeida Rego BarrosDr. Edvaldo ÂngeloMs. Lincoln Cesar ZamboniMs. Lindberg Clemente de MoraisMs. Magda Aparecida Salgueiro DuroDr. Marcel MendesDr. Marcos Stefanelli VieiraDr. Osvaldo Ramos Tsan HuDr. Paulo Alves GarciaDr. Sergio PamboukianDra. Silmara Alexandra da Silva VicenteDr. Ubirajara Carnevale de Moraes

Os autores dos artigos presentes neste volume atribuíram previamente todos os direitos autorais dos originais para o

Congresso ALICE BRASIL 2010, que ocorreu em São Paulo no período de 02 a 03 de março do mesmo ano, no Campus da

Universidade Presbiteriana Mackenzie. O conteúdo dos textos destes Anais é de exclusiva responsabilidade de seus

autores; a reprodução para fins acadêmicos é permitida, desde que citada a fonte.

Web Page: http://www.alicebrasil.com.br / e-mail: faleconosco@alicebrasil.com.br

Organizadores dos Anais:

Edson de Almeida Rego Barros

Melanie Lerner Grinkraut

Angela Hum Tchemra

Doralice Inocêncio

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Índices para catálogo sistemático:

1. Ciência da computação : Congressos : Anais 004.06

Alice Brasil : anais 2010 / organizadores Edson de Almeida Rego

Barros, Melanie Lerner Grinkraut, Angela Hum Teixeira, Dorali-

ce Inocêncio -- São Paulo : Páginas & Letras Editora e Gráfica,

2010.

Vários autores.

1. Alice (Software) 2. Ciência da computação - Congressos 3.

Pesquisa educacional 4. Software - Desenvolvimento I. Barros,

Edson de Almeida Rego. II. Grinkraut, Melanie Lerner. III. Teixeira,

Angela Hum. IV. Inocêncio, Doralice.

10-12969 CDD-004.06

© Alice is copyright of

Carnegie Mellon University

III

Sumário

Créditos

ApresentaçãoDoralice Inocêncio .............................................................................................................................................................................. 6

Mensagem do diretor da Escola de EngenhariaProf. Dr. Marcel Mendes ...................................................................................................................................................................... 7

Era uma vez o congresso ALICE BRASIL 2010Edson Barros ........................................................................................................................................................................................ 8

O perfil dos participantes do 1º Congresso Brasileiro sobre o software AliceRaquel Cymrot, Melanie Lerner Grinkraut, Osvaldo Ramos Tsan Hu,Paulo Alves Garcia e Edson de Almeida Rego Barros ...................................................................................................................... 11

Tutorial para lógica de programação usando ALICEAndréa Zotovici e Carlos Eduardo Dantas de Menezes .................................................................................................................... 17

ALICE no ensino de computação para criançasDanielle Cordeiro Pedrosa e Sergio Vicente Denser Pamboukian .................................................................................................. 21

Ensino de Matemática com o Software ALICEAngela Hum Tchemra e Melanie Lerner Grinkraut ............................................................................................................................ 27

Uma experiência no ensino de computação gráfica em Cursos de Ciência e Engenharia da ComputaçãoAn experience in teaching graphics computing for Courses of Science and Computer Engineering

Osvaldo Ramos Tsan Hu, Edson de Almeida Rego Barros, Paulo Alves Garcia,Sergio Vicente Denser Pamboukian e Lincoln Cesar Zamboni ..............................................................................................................................................................................35

Geração de objetos gráficos 3D-Studio MaxRaphael de Oliveira Cardoso, Renato Oliveira de Pinho, Dennis Floripes Becker e Edson de Almeida Rego Barros ............... 39

Importação de um objeto de extensão “ASE” no Software ALICERenato Oliveira de Pinho, Dennis Floripes Becker, Raphael de Oliveira Cardoso e Edson de Almeida Rego Barros ............... 45

Proposta de uso do Software ALICE para Ensino de Crianças com Síndrome de DownRobson Alves Ribeiro, Sidney Aparecido Somera Junior, Stella Maris Pompeo Batista e Osvaldo Ramos Tsan Hu ................ 49

Teste de usabilidade da interface do Software Educacional ALICEJason Jefferson Cristian de Castro Pires e Osvaldo Ramos Tsan Hu ............................................................................................ 55

As novas mídias na escola: possibilidades na formação de docentesHeinrich Fonteles, Lenize Villaça, Carlos E. Xavier, Hendrix Santos, Carolina Santos, David Oliveira, Fabio Lazaro,Marcel Freitas, Rodolfo Almeida, Débora Santos, Sandra Escudero, Adriana Benanti, Hsiu Chen, Julia Silva e Rita C. Coppola 59

Using 3D Web-based graphics and information visualization technology for supporting collaborative learningJorge Ferreira Franco, Renato Aparecido de Farias e Roseli de Deus Lopes ............................................................................... 65

Use of computer modeling for teaching electromagneticsEdson Tafeli Carneiro Santos, Antonio Marcos Ferraz de Campos, Marcelo Bender Perotoni,

Marcos Stefanelli Vieira e Paulo Alves Garcia ..................................................................................................................................... 73

Relação de Autores dos artigos técnicos ........................................................................................................................... 80

Fundo Mackenzie de Pesquisa ............................................................................................................................................ 81

6

Apresentação

A LICE BRASILpode, em prin-cípio, despertar

certa curiosidadeàqueles que se depa-ram com o nome. Oque seria? Uma mu-lher? Uma peça tea-

A dimensão virtual, a exemplo das experiênciasapresentadas neste material, permite que o aluno possa,por meio de ensaio e erro, construir, (des)construir e(re)construir o processo de sua aprendizagem. Por outrolado, ao professor, é possível acompanhar todo odesenvolvimento de seu aluno – suas dificuldades efacilidades, sua compreensão acerca dos conceitos econhecimentos bem como promover sua criatividade.

Metodologias de ensino que possam incorporar osrecursos do software ALICE pela comunidade acadê-mica brasileira, talvez sejam caminhos para dar respostasa alguns problemas que se apresentam no contextoeducacional brasileiro – tanto de ensino quanto deaprendizagem – e que, a exemplo dos trabalhos apre-sentados no ALICE BRASIL, são passíveis de seremincorporados – desde a Educação Básica até aUniversidade.

Esta coletânea traz, neste primeiro número, um poucodo que foi desenvolvido pelos estudiosos e pretende, acada novo número, contribuir e consolidar ainda maisuma proposta para o repensar das práticas docentesassociadas aos recursos tecnológicos. Esta associa-ção, acreditamos, aproxima o aluno, o qualifica econtribui sobremaneira para que sua aprendizagem sejade fato, significativa.

Boa leitura!

tral? Uma paródia ao filme Alice no país das mara-vilhas? O que é então?

Para os que desconhecem seu contexto, logicamentecausa espanto – um software educativo? Que possibilitao desenvolvimento da lógica da programação? Dodesenvolvimento do raciocínio lógico? Da compreensãoe resolução de problemas? Como assim? Aindaperguntariam os que não o conhecem...

Inicialmente desenvolvido pela Carnegie MellonUniversity, o software tem como proposta o ensino deprogramação, mas dada a quantidade de possibilidadesda ferramenta, favorece adentrar a realidade virtual e osmais diversos campos de conhecimento que, se associados,vem contribuir com o tão discutido fazer interdisciplinar.Favorece, portanto, não somente os alunos na compre-ensão das linguagens de programação, mas tambémprofessores na relação teoria/prática, nem sempre opor-tunizada pelos meios disponíveis a práticas reais.

Doralice Inocêncio

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Congratulamo-nos fortemente com os Organizadoresdesta inédita publicação, cujo maior mérito é registrarpara a posteridade o sucesso do Congresso

Internacional ALICE BRASIL – 2010, realizado emmarço deste ano.

Em outras palavras, podemos dizer que nestas preciosaspáginas encontra-se a história da concepção, gestação enascimento deste instigante projeto educacional conhecidosimplesmente por “ALICE”. Seus “genitores e padrinhos”nacionais estão de parabéns pelo virtuoso rebento!

Para a Escola de Engenharia da UniversidadePresbiteriana Mackenzie, que muito se orgulha da suatradição plantada no final do século XIX, ter sediado eorganizado no limiar do século XXI o primeiro evento“ALICE” no Brasil constitui um singular privilégio. Isso,para não dizer que se trata de uma dessas efemérides quea história registrará como inauguradora de novosparadigmas educacionais, ilustrados e sensibilizados pelasmaravilhas de um mundo virtual e tridimensional, sembarreiras para a imaginação e a criatividade.

Não podería-mos deixar de men-cionar e agradecer osignificativo apoio doMackPesquisa, semo que estes Anais nãochegariam a se mate-rializar na forma deste

Prof. Dr. Marcel Mendes

Mensagem do diretor da Escola de Engenharia

primoroso empreendimento gráfico-editorial.

Encerramos nossa manifestação de apreço aosOrganizadores, com destaque para o Prof. Dr. Edson deAlmeida Rego Barros, mencionando uma expressãometafórica do poeta e pensador William Blake (1757-1827),que compara a difusão de um ativo valioso com a suaimprodutiva retenção: “As cisternas contêm; as fontestransbordam.” Parabéns aos promotores desse transbor-damento de idéias férteis e de experiências relevantes!

São Paulo, novembro de 2010

Diretor da Escola de Engenharia daUniversidade Presbiteriana Mackenzie

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Era uma vez o CongressoALICE BRASIL 2010

por Edson Barros

o dia 18 deSetembro de2007, o Cien-N

tista da ComputaçãoRandy Pausch apre-sentou sua palestra dedespedida na Uni-versidade Carnegie

fosse tarde demais, pois seu trabalho nos Estados Unidosem muito poderia auxiliar o meu no Brasil. Sem acessoa Internet naquele dia e sem ver televisão todo o restodo fim de semana, vim descobrir na 2ª feira cedo, antesde minha aula do Acampamento de Topografia aos alunosda Engenharia Civil do Mackenzie, que Randy prova-velmente estava falecendo enquanto eu lia as últimaspalavras de seu livro.

Fiquei deprimido, triste e com raiva. Como euprovavelmente havia ignorado por tantos anos alguémcujo trabalho era tão próximo ao meu e que muitopoderia ter contribuído para minhas atividades acadê-micas, descobrindo o potencial de um eventual inter-câmbio bem no momento que tal pessoa falecia? MasRandy previu isto!

Na noite daquela mesma 2ª feira, na Internet, assistipela primeira vez ao seu vídeo... Lá, e depois constateique em seu livro também, ele deixou um recado paramim, ou melhor, para alguém como eu. Ele dizia algo dotipo: “Daqui algum tempo eu não estarei por aqui, masse alguém tiver algum interesse no Projeto Alice, porfavor, procure a Professora Wanda”, e a apresentoupara a platéia. Aí estava minha resposta: se não podiafalar com Randy eu iria falar com a Wanda.

Após vários e-mails sem devolutiva, ela finalmenteprestou atenção no meu apelo... eu estava procurandoconvencê-la do potencial acadêmico para o Projeto Aliceno Brasil. Nessa ocasião, por uma coincidência incrível,um outro professor da Escola de Engenharia Mackenzieestava negociando com o meio acadêmico da mesmacidade, só que na Universidade de Pittsburgh. O Prof.Dr. Giancarlo Pereira estava nas etapas finais de umacordo acadêmico internacional. Ele já estava com viagemmarcada para lá... Fiquei sabendo disso quase que poracaso pelo pessoal da ACOI, o departamento internacionaldo Mackenzie. Em um gesto de cortesia acadêmica, o

Mellon, na cidade de Pittsburgh no estado da Pensilvâ-nia, pois pouco tempo antes ele havia descoberto quepossuía um tipo de câncer terminal. O destino lhe deraum tipo de aviso prévio e em seus últimos meses elemuito se empenhou para deixar o seu testemunho devida, aliás, em minha modesta opinião, nos seus últimosmeses ele viveu muito mais do que muitos o fazem emtoda sua existência.

Em sua palestra ele teve a oportunidade de contarsobre os seus sonhos de criança e como eles os in-fluenciaram em suas realizações pessoais e acadêmicas.Randy providenciou para que a sua palestra fosse filmadapara que no futuro os seus três filhos pudessem assisti-la, como uma espécie de última mensagem de um paiausente, como se fosse uma garrafa com a mensagemde algum náufrago em uma ilha distante. Então alguémdecidiu colocar essa mesma palestra no YouTube erapidamente esse conteúdo se tornou um dos vídeos maisassistidos na Internet naquele ano. Um colunista do WallStreet Journal, o Sr. Jeffrey Zaslow, que reside emDetroit, viu o potencial literário da palestra e ajudou osucesso do vídeo virar um sucesso literário, o livro cujotítulo em português é: “A Lição Final”.

Em Ubatuba, no litoral norte paulista, na tarde deuma sexta-feira, no dia 25 de julho de 2008, uns doisdias antes do fim de minhas férias, enquanto eu lia aúltima página do livro percebia o alcance do softwareALICE no público acadêmico brasileiro. Comentei comminha esposa que precisava falar com Randy antes que

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Prof. Giancarlo levou algum material de divulgação danossa universidade para a Profa. Wanda. Então, quaseque inesperadamente, ela me manda um e-mail para irpara lá. Consulto nosso diretor, o Prof. Dr. Marcel Mendes.Após orientações superiores ele me responde que antesteríamos que acertar um convênio acadêmico com aCarnegie Mellon. Essa missão, que envolvia advogadosdas duas instituições antes que os respectivos reitorestivessem idéia do que estávamos tentando, pareciaimpossível. Assisti nova-mente à palestra do Randy...Novamente ele havia deixado uma mensagem para essasituação: “A parede de tijolos”.

Segundo Randy, a parede de tijolos, uma figurailustrativa de um obstáculo aparentemente intransponível,existe para eliminar àqueles que não tinham vontadesuficiente para enfrentar seus desafios. Se o acordoacadêmico era a minha “Parede de tijolos” então eutinha que encontrar a minha marreta. O acordo foiassinado no fim de 2008 e início de 2009. Depois dequebrar mais algumas outras “paredes de tijolos”, fuimuito bem recebido pela Wanda na Carnegie Mellon,no mês de Abril. Juntos, ela e eu traçamos uma série demetas, entre elas o Congresso Alice Brasil. Metas sãoimportantes. Pessoas inteligentes gerenciam suas vidaspor metas e objetivos bem definidos! E as metas foramregendo o meu destino...

No Brasil, após organizar os meus pensamentos sobretodo o turbilhão de eventos que eu passara, convideidois outros colegas a se juntarem em minha jornada Donquixotesca, os professores Osvaldo Hu e Paulo Garcia.Fomos os três para a Carnegie Mellon no mês de junho,com boa parte das despesas às nossas custas, eparticipamos do “Summer Alice Institute”. Retornei feitoum desesperado, pois no dia de minha chegada ao Brasil,30 de junho, vencia o prazo para solicitar verba parasubsídio de eventos junto ao MackPesquisa. O CongressoALICE BRASIL iria necessitar de recursos. Passeivários meses aguardando uma resposta, sabendo quesem dinheiro não haveria evento. E o mês de novembrose aproximava do fim e eu estava agoniado sem planode contingência, começando a pensar que o ALICEBRASIL não passaria de mais um sonho que nunca serealizaria... Na minha mente quase que diariamenteecoava a primeira estrofe da música ALEGRIAALEGRIA de Caetano Veloso, que diz: “Sem lenço esem documento. No sol de quase dezembro. Eu vou...”.Será que alguma alma caridosa no Comitê do

MackPesquisa daria parecer favorável ao subsídio parao ALICE BRASIL?

No dia 18 de dezembro de 2009, nos últimos dias detrabalho do ano, por meio informal fiquei sabendo que oMackPesquisa aprovara o meu projeto com 50% daverba solicitada (a correspondência oficial só chegouentre as festividades do Natal e do Ano Novo em minharesidência). Avisei meus familiares que não poderiaaproveitar o verão este ano. Deixei a família na praia evoltei para São Paulo para preparar o evento ainda nosprimeiros dias de 2010. O prazo para os preparativosficou apertado e eu tinha muitas tarefas para cumprir.

Na pressa em retornar ao trabalho na capital o pneudo carro estourou no meio da estrada e acabei batendoem uma grade de proteção na Carvalho Pinto.Miraculosamente os danos materiais foram brandos eeu nada sofri. Depois disso, nas semanas queantecederam ao evento, precisei preparar váriosorçamentos, fazer cotações diversas, planejar detalhese negociar serviços, fazer a web Page bilíngüe do evento,enquanto em paralelo minhas atividades anuaiscontinuavam. Nesse mês de janeiro foi minha aresponsabilidade de organizar a realização da 2ª turmade treinamento em MicroStation e eu também tinha ocompromisso de participar das duas semanas deAcampamento de Topografia. Em algum momento pareivários dias no hospital com uma infecção intestinal.

Amigos vieram em meu socorro: Professora AnaJúlia, Professor Paulo Garcia, Professor Osvaldo,Professora Magda, Professora Gisela, a Aline e Wanderda sala de TGI, a Rozane e a Nise, entre muitos outros.Minha esposa me levou o computador para continuartrabalhando, mesmo que remotamente, pela Internet epor telefone enquanto estava enfermo no hospital SantaIsabel! E os dias 2 e 3 de março estavam seaproximando. Finalmente, um evento Internacional sobminha responsabilidade com tudo organizado. As meninasdo MackPesquisa adotaram todas as medidas que eurecomendara com perfeição. Não havia nada que nãoestivesse antevisto e encaminhado. Que bom! Tudoestava conforme o planejado... Mas... (sempre existeum MAS!) na 5ª feira que antecedia o evento, por voltadas 21:30h abro um e-mail do Professor Don Slater daCarnegie Mellon, nosso principal palestrante, com aseguinte mensagem macabra: “Não vou conseguir o meuvisto a tempo, por isso não poderei ir. Você não imaginao quanto eu lamento. Por favor, me desculpe”.

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Inicialmente desabafei com o Professor Paulo Garcia(eu tinha que contar para alguém!). Tive a sensaçãoque minha carreira estava indo pelo esgoto! Havia maisde cinqüenta inscrições confirmadas, algumas de outrosestados, e professores de várias outras instituições deensino estavam vindo para o Mackenzie porque euempenhara a minha palavra que o evento seria umsucesso e o palestrante principal ameaçava um W.O.!!!

Novamente lembrei-me da palestra do Randy e dadanada da “parede de tijolos”. Lembrei-me que em algummomento ele ainda falou para pedir ajuda as pessoasque eu poderia me surpreender. Liguei para o Itamaratyem Brasília, para o Ministério das Relações Exteriores,para o Consulado em Nova York, mandei e-mailsdesesperadores pedindo socorro para todo tipo defuncionário público que se envolvia com questõesinternacionais. Aparentemente todo o problema estavarelacionado a uma nevasca que deixou o nordesteamericano inativo.

Às 19:30h do dia 26 de fevereiro, uma inesquecível 6ªfeira, o cônsul brasileiro em Nova York liga para o meuramal no Mackenzie. Suas palavras findavam horas depurgatório: “Professor Edson, posso ver pelos meus e-

mails que o senhor realmente trabalhou muito paraque seu palestrante pudesse receber o visto a tempo.Pode ficar tranqüilo estamos encaminhando oPassaporte dele para a empresa de despachante queele contratou”.

Depois, muitos outros contratempos aindaaconteceram. Só que os amigos foram ajudando e osalunos do Centro Acadêmico Horácio Lane (CAHL)foram fantásticos, se envolveram na solução de cadaproblema que foi aparecendo. O evento finalmente foium sucesso.

O Professor Slater voltou para sua terra, maravilhadocom o profissionalismo e a acolhida brasileira. Professores,alunos e funcionários, além de prestadores de serviço eamigos, todos em sintonia trabalharam como uma perfeitaorquestra, um coro afinado. E o evento foi realmente umsucesso. A Universidade Presbiteriana Mackenzie entrapara o mapa acadêmico como a primeira a promover umCongresso Internacional do Projeto Alice. Obrigado atodos que operaram este verdadeiro milagre. O eventoALICE BRASIL 2010 foi realmente inspirado no livro deRandy, mas cada um de vocês fez a diferença, cada umfez muito bem a sua parte. Valeu!!!

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O perfil dos participantes do1À Congresso Brasileiro sobre o software ALICE

Raquel Cymrot, Melanie Lerner Grinkraut, Osvaldo Ramos Tsan Hu,Paulo Alves Garcia e Edson de Almeida Rego Barros

raquelc@mackenzie.br, mlgrinkraut@mackenzie.br, osvaldo.hu@mackenzie.br,paulo.garcia@mackenzie.br, edson.barros@mackenzie.br

1. INTRODUÇÃO

O desafio da função docente está atualmente relacio-nado com as transformações profundas que vêm ocor-rendo na sociedade como um todo. Essas transforma-ções, como conseqüência, também levam a alteraçõesna concepção da construção e divulgação do saber nasociedade e um repensar da escola e do ensino. Obser-va-se uma necessidade premente de reestruturar toda aprática escolar atual. As dimensões dos desafios edu-cacionais são incalculáveis.

No aspecto relacionamento humano, comparando-se a realidade da sala de aula nos dias atuais, com amesma realidade de algumas décadas atrás, percebe-se profundas mudanças, principalmente devido à trans-formação da sociedade e da forte influência dos meiosde comunicação sobre os três personagens fundamen-tais da educação: escola-professor-aluno.

Concomitantemente ao que se refere às ferramen-tas de apoio ao aprendizado é inequívoca a constataçãode que o computador é o poderoso elemento introduzi-do, principalmente nas últimas duas décadas. Hoje éimpossível imaginar o professor não utilizando o compu-tador em todas as etapas de seu trabalho. Seja na pre-paração, na apresentação de suas aulas e também naavaliação. No lado do aluno, o computador é ferramen-ta ímpar, de auxílio, pesquisa e acompanhamento dequalquer curso (GARCIA, 2005).

Assim sendo, a presença de recursos da informáticanos ambientes de ensino já há algum tempo tem chama-do a atenção de professores e alunos para o potencialdidático de sua utilização no processo de aprendizagem.Muitas são as propostas utilizadas com o propósito demotivar o ensino e a aprendizagem e ampliar as possibi-lidades das diferentes metodologias de ensino. Os pro-gramas para uso educacional possuem muitas proprie-dades e capacidades que devem ser reconhecidas e

aproveitadas por professores e alunos, para que sejamobtidos resultados eficientes, de forma a garantiremganhos de aprendizagem.

No que se refere ao ensino da Matemática, osurgimento e a utilização de vários programas voltadosà educação trazem uma ambiciosa perspectiva demetodologias diferenciadas, que podem levar a umaaprendizagem mais significativa. Os recursos compu-tacionais podem servir de auxílio ao processo de ensinoe aprendizagem, na medida em que possibilitam ao alu-no trabalhar de uma forma interativa, visual, dinâmica;testando hipóteses e construindo conjecturas, enfim cons-truindo o seu próprio conhecimento, respeitando ritmosdiferenciados de aprendizagem. A informática propor-ciona a construção de um ambiente que estimula ainteração do aluno com o objeto de estudo, integrando-oà sua realidade. Sua utilização tem como objetivosestimulá-lo e desafiá-lo, permitindo que as situações cria-das possam ser adaptadas às suas estruturas cognitivase ao seu pleno desenvolvimento. Esta interação devecontemplar os universos: aluno/computador e principal-mente aluno/aluno e aluno/professor.

Muitos pesquisadores da área de educação, comoChaves (1985, 1998), Valente (1997, 1999), Kaput (1992),dentre outros, têm refletido a partir das últimas décadassobre questões relacionadas à natureza e à apropriadautilização do computador, fornecendo uma taxonomiadas diversas formas de uso deste recurso na educação.Até a poucos anos atrás as formas básicas de uso docomputador como um meio educacional eram exclusi-vamente: exercício e prática, tutoriais, demonstrações,jogos e simulações.

Atualmente mais duas novas possibilidades foramacrescentadas: o computador como uma ferramenta eo computador como um tool-maker, tendo como exem-plos as linguagens de programação (Logo, Basic, C, e

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outras linguagens orientadas a usos específicos). Atual-mente a esta categoria também podem ser incluídas ossoftwares de autoria e outros sistemas que podem ofe-recer animação. Estes sistemas são construídos comoutras linguagens de programação e a sua intenção éfacilitar a obtenção de simulações, tutorias e micro-mundos, oferecendo aos estudantes meios para que es-tes possam acessar independentemente as ferramentasde construção (KAPUT, 1992).

Kaput (1992) considera que o ensino de uma lingua-gem de programação baseia-se na premissa que habili-dades cognitivas gerais se desenvolvam na medida emque o estudante aprende como resultado de uma ativi-dade de programação. Acredita-se que a programaçãoem uma linguagem de computador subsidie o aprendi-zado de outras habilidades gerais do pensamento, bemcomo serve de orientação na resolução de problemascomplexos. Outro objetivo da atividade de programa-ção se dá mais no domínio específico do aprendizadoque acontece na tentativa para solucionar certos pro-blemas matemáticos, ou o uso de comandos específicosna manipulação de algum tipo de objeto matemático. Aidéia que a programação pode atuar com um meio naaprendizagem matemática, data do final dos anos 60.Atualmente os softwares de trabalho e os ambientes deaprendizagem têm-se tornado tão flexíveis e modificáveisque o professor ou o próprio aluno podem criar ambien-tes para usos específicos.

O software ALICE (ALICE, 2010) possibilita variaspossibilidades de uso, adequadas a situações diversas,podendo ser utilizado tanto em contextos educacionais,como em outros ambientes. Este software é um aplicativolivre e gratuito disponível na Internet, constituindo-se emum meio inovador de programação em ambiente gráficovirtual 3D. Neste ambiente pode se criar com facilidadeuma animação 3D, na forma da narrativa de uma estória,bem como possibilita executar um jogo interativo, ou ain-da compartilhar um vídeo na Internet.

O software ALICE tem sido usado como uma fer-ramenta didática no processo de ensino de programa-ção orientada a objetos em várias instituições de ensinoao redor do planeta. Os estudantes ao utilizarem estaferramenta têm a oportunidade de aprender os funda-mentos de programação, na medida em que criam deforma divertida, simples animações. O ambiente desteaplicativo propicia um mundo virtual povoado por obje-tos tridimensionais (ex. gráficos em 3D: pessoas, ani-

mais e veículos), sendo que os estudantes, ao desenvol-verem um programa, passam a dar vida a estes objetos,na medida em que os animam.

Este software possui uma interface interativa, na qualos estudantes não digitam comandos, mas os arrastamcomo tópicos, dessa forma podem visualizar imediata-mente como as instruções de seus programas de anima-ção funcionam. Este fato os leva a compreender de for-ma quase intuitiva as relações entre os comandos de umprograma e o comportamento dos objetos nas suas ani-mações. Nos tópicos gráficos existem palavras-chavecorrespondentes aos comandos padrões na produção deprogramação orientada a objetos, tal como ocorre comJava ou C++. Assim sendo, por meio da manipulação dosobjetos no mundo virtual proporcionado pelo Alice, osestudantes adquirem progressivamente experiência comas construções de programação mais comuns ensinadasem um curso de programação, dominando suas aplica-ções e compreendendo suas potencialidades.

2. O CAMINHO DO SOFTWARE ALICEDOS ESTADOS UNIDOS AO BRASIL

Originalmente o software Alice foi pensado para seruma ferramenta puramente dedicada à Realidade Vir-tual (RV), porém os membros do grupo de pesquisas doProjeto Alice logo perceberam o potencial pedagógicodo produto para a área de Programação Orientada aObjetos. Rapidamente, várias instituições em territórionorte-americano, começaram a adotar a propostas emcursos de computação, sendo que por volta de 2007 maisde 10% das instituições de ensino dos Estados Unidosjá adotavam a proposta em seus currículos. Esse fatoteria passado despercebido na comunidade acadêmicabrasileira se não fosse o líder do projeto Alice na Uni-versidade Carnegie Mellon (CMU), em Pittsburgh naPensilvânia, o Prof. Randy Pausch, estar sofrendo deuma enfermidade terminal. Os dirigentes da CMU, se-guindo uma tradição acadêmica norte-americana, o con-vidaram para dar uma última palestra aos alunos daCMU, uma despedida formal nos moldes das palestrasde professores que um dia se aposentam. A palestra,que foi gravada em vídeo, foi excepcional e logo deixa-da disponível na Internet. O sucesso na rede global aca-bou sendo transformado em livro, cujo título é “A LiçãoFinal”, que rapidamente virou um best-seller. Com ovídeo na Internet e a versão portuguesa do livro, de umaforma modesta, alguns professores brasileiros começa-

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ram a experimentar a metodologia do software ALICE.Vislumbrando o potencial da proposta para o continenteLatino-Americano, um grupo de professores da Univer-sidade Presbiteriana Mackenzie (UPM) buscou umamelhor aproximação com o grupo original de pesquisado Projeto ALICE na Universidade Carnegie Mellon.Após uma série de iniciativas tais como eventos e cur-sos, além de um demorado processo de negociação deum acordo acadêmico internacional, o Congresso ALI-CE BRASIL representou um marco onde os esforçoseducacionais da metodologia finalmente passaram a seroficialmente reconhecidos no país.

3. O EVENTO

O evento ALICE BRASIL, que teve o subsídio doMackPesquisa (Fundo de Pesquisa da UPM), foi o pri-meiro Congresso Internacional do Software ALICE. Suaproposta básica consistiu em coordenar os esforços dedivulgação da metodologia baseada no Software ALI-CE em todo o continente Latino-Americano, além debuscar fomentar o intercambio acadêmico. A primeiraversão do congresso foi realizada no campus da UPMem São Paulo nos dias 2 e 3 de Março de 2010. O nú-mero oficial de congressistas inscritos foi de 76 partici-pantes oriundos de várias partes do Brasil, porém, nassessões plenárias, muitos alunos da comunidadeMackenzista puderam participar de momentos pontuaiscomo ouvintes, o que leva a organização a acreditar quemais de 200 pessoas se beneficiaram diretamente doCongresso. O principal palestrante foi o Prof. Don Slater,um amigo pessoal do falecido Randy Pausch, que veiopara o congresso custeado com recursos doMackPesquisa. Outra participação internacional foi aprópria Profa. Wanda Dann, a atual líder do Projeto Ali-ce nos Estados Unidos, que proferiu uma palestra viaInternet ao auditório. Houve alguns palestrantes nacio-nais, cujas apresentações ilustraram uma série de inicia-tivas científicas que muito impressionaram o Prof. Slater.A proposta é que o Congresso ALICE BRASIL tenhaedições anuais (ou talvez até semestrais se houver sub-sídio) até 2012, quando se pretende transformar o con-gresso para atender a comunidade acadêmica da Amé-rica Latina, sendo que então será renomeado para ALI-CE LATIN-AMERICA.

Como uma forma de detectar as expectativas, o al-cance, as necessidades e as possibilidades de utilizaçãoe pesquisas a serem conduzidas adequadas ao contexto

brasileiro, foi conduzida uma pesquisa que será apre-sentada e descrita nos próximos itens.

4. METODOLOGIA

O objetivo desta pesquisa foi detectar o perfil dosparticipantes do 1º Congresso Alice Brasil ocorrido emmarço de 2010 na UPM. Desta forma a metodologia dapesquisa adotada foi a de uma survey exploratória. Ela-borou-se um questionário com 9 questões fechadas euma aberta. O questionário foi entregue aos participan-tes junto com o material do congresso e, na ocasião, foisolicitado que todos respondessem ao instrumento depesquisa e o devolvessem em local estipulado. Não houvecontrole de quem devolveu ou não o questionário preen-chido, sendo, portanto, a participação da pesquisa denatureza voluntária.

Dessa forma, a amostra foi considerada não probabi-lística, uma vez que os pesquisados não foram sortea-dos de uma população pré-conhecida. Contudo, tal amos-tra pode ser considerada criteriosa, uma vez que per-tencer à amostra não dependeu do pesquisador, sendo ocritério de amostragem objetivo com seu protocolo des-critivo inequívoco (BOLFERINE; BUSSAB, 2005).

Após coletadas as respostas, estas foram tabuladas,consolidadas e foi então realizada a análise descritiva dasvariáveis estudadas por meio da construção de gráficos,tabelas. Foram calculados alguns intervalos com 95% deconfiança para proporções de interesse (MONTGO-MERY; RUNGER, 2009). A fim de testar a independên-cia entre pares de variáveis aleatórias pertinentes foramrealizados o teste quiquadrado (quando as condições parasua utilização foram satisfeitas) ou o teste Exato de Fisher(SIEGEL; CASTELLAN JR, 2006). Calculou-se o níveldescritivo de cada teste sendo este comparado com onível de significância de 5%. A análise dos dados foi rea-lizada com o uso do programa Minitab.

5. A PESQUISA

O congresso contou com 76 participantes que rece-beram os questionários, dos quais 46 (50,63%) optaramresponder ao mesmo. Entre os que responderam ao ins-trumento de pesquisa 57,78% eram do gênero masculi-no (I.C. = [43,34; 72,21]). A faixa etária se distribuiu daseguinte forma: 30,43% tinham entre 15 e 24 anos,21,74% entre 25 e 34 anos, 32,61% entre 35 e 49 anos,

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13,04% entre 50 e 64 anos e apenas 2,17% (umrespondente) com 65 anos ou mais. A maior formaçãodeclarada foi a de graduação incompleta em 36,96% daamostra, especialização em 15,22% da amostra, mestradoem 26,09% da amostra e doutorado ou mais em 21,74%da amostra. Não houve a resposta graduação completacomo maior formação.

Quando argüidos sobre este ser seu primeiro conta-to com o software ALICE, 71,74% responderam afir-mativamente (I.C. = [58,73; 84,75]). Tal resposta mos-tra o caráter intrínseco de divulgação do ALICE pormeio deste evento. Entre os 13 participantes que já ha-viam tido contato com o software ALICE, destacam-secontato prévio em Workshop oferecido pela escola deengenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie,uso no mestrado, em disciplinas lecionadas no ensinoMédio e Superior, em trabalho de conclusão de curso,no desenvolvimento de jogos. A curiosidade motivou umdos participantes a conhecer o software ALICE porconta própria.

Quanto ao setor de ocupação, 62,22% declararamser do setor de educação formal (I.C. = [48,07; 76,39])e apenas 2,22% do setor de treinamento empresarial(I.C. = [0,00; 6,53]). Dez respondentes (22,22%) pre-encheram o setor da ocupação como outros e a especi-ficaram como estudante. Este número, porém, deve sermaior uma vez que houve 14 participantes com gradua-ção incompleta e um participante com especializaçãodeclarou ter como ocupação ser estudante. Apenas uma

no há disciplinas com maior chance de aplicação dosoftware ALICE (especialmente na área de exatas)como pode ser devido ao congresso se realizar dentrode uma universidade. Fato é que, na questão em que foisolicitado dizer qual a disciplina lecionada, 62,50% dosrespondentes declararam uma disciplina ligada à áreade informática (I.C. = [43,13; 81,87]). Nota-se, porémque a totalidade dos professores que não lecionam dis-ciplinas ligadas à área de informática, ministra discipli-nas da área de exatas.

Quanto ao cargo exercido pelos profissionais da edu-cação formal 7,41% são coordenadores, 88,89% pro-fessores 3,70% auxiliares de professor e 11,11% auxili-ares de laboratório. Nesta questão também foi possívelassinalar mais de uma alternativa.

O gráfico 1 apresenta os fatores que levaram o respon-dente a participar do evento. Era possível assinalar maisde uma alternativa. Entre os outros fatores apresentadospara participação no evento estão se habilitar a prepararanimações para aulas, conhecer novas experiências aca-dêmicas, conhecer um software livre de computação grá-fica, promover a integração com o mundo físico, paraconhecimento pessoal, utilização em coberturasjornalísticas e promover a popularização do Alice.

O gráfico 2 apresenta as intenções de aplicações doAlice por parte dos respondentes. Dentre as outras apli-cações foram citadas uso no Mestrado, aprendizagempessoal, jogos didáticos e uso em TV. Uma pessoa res-pondeu que ainda iria pensar em como aplicar o software.

Gráfico 1: Fatores que levaram à participação no eventopessoa não respondeu a esta ques-tão. Dentre as outras ocupações fo-ram citadas comunicação corporativa,desenvolvimento de intercâmbio, jor-nalismo, pesquisa e informática edu-cacional.

Apenas para os que responderamtrabalhar com educação formal,11,11% trabalham com ensino infan-til, 29,63% com ensino fundamental,18,52% com ensino médio, 77,78%com ensino superior e 22,22% compós-graduação. Vale notar que nestaquestão era possível assinalar maisde uma alternativa. A maior porcen-tagem de profissionais que trabalhamcom educação superior pode tantorepresentar que neste nível de ensi-

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A pergunta aberta de no caso do interesse não ser aeducação formal, qual seria o campo de aplicação vis-lumbrado para o Alice obteve 13 respostas. Foram elas:auxílio para novas formas de ensino, treinamento paraprofessores, elaboração de material didático, projetoseducacionais, em algum campo da física, aplicação emrobôs, desenvolvimento de jogos, simulação de processose jogos de empresa, software para lojas, seleção e treina-mento, vinhetas e vídeo-grafismo para TV, em pesqui-sas e projetos e para hobby. Embora muitas das respos-tas incluam a educação, esta poderia ser a não formal.

Ao ser questionado sobre como ficou sabendo doevento, 24,78% apontaram os colegas de trabalho,17,39% cartazes, 26,09% e-mails, 17,39% Web Pageespecializada, porém ninguém apontou as alternativasOrkut e Jornal. Como outros meios 17,39% citaram con-tato com organizador do evento, 13,04% citaram o sitedo Mackenzie, 6,52% indicação da chefia e 2,17% citouum professor de interface. Nesta questão era possívelassinalar mais de uma alternativa.

Foram realizados alguns cruzamentos para teste deindependência entre variáveis. Ao nível de significânciade 5% concluiu-se que:

- Quanto à área de aplicação, quem não tem comoocupação a Educação Formal, proporcionalmente,pretende utilizar mais o Alice em ambientes profis-sionais/não acadêmicos (P = 0,008). Tal conclusãoapenas mostra coerência na resposta.

- Quanto ao motivo de participar doevento, quem não tem como ocu-pação a Educação Formal, propor-cionalmente, assinalou mais o mo-tivo conhecer uma nova ferramen-ta de desenvolvimento de jogos (P= 0,050) e quem tem como ocupa-ção a Educação Formal, proporci-onalmente, assinalou mais o moti-vo ampliar possibilidades deintegração do computador nas di-versas disciplinas (P = 0,045) e“necessidade de motivar melhor osmeus alunos para a disciplina queleciono” (P = 0,007). Este últimomotivo, tem sido uma preocupa-ção atual dos professores, uma vezque os alunos estão vivendo em

um mundo com muitas interações virtuais e utiliza-ção de ferramentas computacionais. Trazer estetipo de realidade para a sala de aula pode ser ummeio de aumentar o interesse deste aluno.

- Quem não leciona alguma disciplina ligada a áreade informática pretende proporcionalmente apli-car mais o Alice em alguma disciplina não volta-da à programação e à computação gráfica (P =0,003), mostrando novamente coerência nas res-postas.

6. CONCLUSÕES

Para os autores da pesquisa, ao se observar os re-sultados confrontando com as lembranças dos diálogose experiências permutadas no congresso, constata-seque o ALICE BRASIL foi realmente um momento dedivulgação da proposta, pois 71,74% dos participantesvieram a ter o primeiro contato com o software ALICEno congresso! Outro dado que ficou evidente é o poten-cial de integração que o projeto representa, seja peloaspecto relacionado a programação ou seja pelo fatorlúdico da realidade virtual, a metodologia baseada nosoftware ALICE motivou 56,5% dos respondentes avislumbrarem aplicações interdisciplinares, sendo que58,7% participaram do congresso devido a esta razão.

Por ter sido a primeira edição do congresso, inexistemdados históricos para comparação de resultados, mesmo

Gráfico 2: Intenções de aplicações do Alice

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quando se considera o cenário internacional onde não setêm notícias de levantamentos análogos ao realizado nes-te trabalho. Contudo, como existe o planejamento dasfuturas edições do ALICE BRASIL e ALICE LATIN-AMERICA, acredita-se que os resultados obtidos pode-rão representar o início de um estudo de longo prazo.

Iniciativas como esta que foi realizada no Brasil, vi-sam despertar a atenção e o interesse de pessoas quetrabalham em contextos educacionais ou não, quanto anovas formas de possibilidades de uso do computador,como recurso importante no processo de ensino-apren-dizagem, bem como auxilia e contribui no desenvolvi-mento de habilidades cognitivas gerais.

REFERÊNCIAS

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SIEGEL, S.; CASTELLAN JR., N. J. Estatística Não-Paramétrica para Ciências do Comportamento. PortoAlegre: Bookman, 2006.

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Tutorial para lógica deprogramação usando ALICE

Andréa Zotovici1 e Carlos Eduardo Dantas de Menezes2

andrea.zotovici@gmail.com; cedmenezes@gmail.com

1 Andréa Zotovici, Universidade São Judas Tadeu, Rua Taquari,546, 03166-000, São Paulo, SP, Brasil.

2 Carlos Eduardo Dantas de Menezes, Universidade São JudasTadeu, Rua Taquari, 546, 03166-000, São Paulo, SP, Brasil.

Abstract

Many tools were developed to teach programming logic. First steps of learningprocess can be hard to many students, so it is important to use all available resourcesto simulate it. ALICE allows generation of a 3D virtual environment through aneasy-to-use graphic user interface. This paper presents how ALICE is used like anaid tool in a College course of programming logic.

Index Terms: Programming Teaching, Object Oriented Teaching Tool, ObjectOriented Programming, Virtual Reality.

INTRODUÇÃO

Para muitos alunos de cursos de computação, o iní-cio do desenvolvimento da lógica de programação é ár-duo. Portanto, é importante sugerir aos alunos formasdiferentes de programar, que não sejam apenas orienta-das a linguagens textuais de programação. E ainda, se atarefa for lúdica, o estímulo é ainda maior.

O Projeto ALICE foi criado em 1992 com a finalida-de de possibilitar a fácil criação de ambientes, tantointerativos como não interativos, para Realidade Virtual,até mesmo por pessoas sem conhecimentos técnicos ematemáticos. Essa ferramenta foi criada devido a ne-cessidade de gerar facilmente ambientes virtuaistridimensionais, nos quais se desejava avaliar novas téc-nicas de interação em ambientes e simulações de rastrea-mento, desenvolvidas na Universidade da Virgínia.[1]

Esta ferramenta que inicialmente foi desenvolvidapara facilitar o teste de novas tecnologias, tornou-se umaferramenta didática em cursos de nível superior da áreade computação e até mesmo para o ensino médio.

No nível superior, uma de suas aplicações é em cur-sos de introdução a programação orientada a objetos por-

que a criação de ambientes e animações utiliza esseparadigma. No ensino médio, a introdução à programa-ção no ALICE para construção de narração de estóriasteve como objetivo estimular meninas a seguirem carrei-ras relacionadas a computação, possibilitar às crianças aexploração de idéias e estimular a auto-expressão [2].

Os ambientes virtuais tridimensionais são compos-tos por personagens e objetos tridimensionais que estãodisponíveis na galeria do ALICE.

A programação da animação dos personagens e ob-jetos tridimensionais consiste em arrastar e soltar méto-dos ou blocos de estruturas de programação na área doeditor. Portanto, o aluno não perde tempo tentando in-terpretar e corrigindo erros de sintaxe [3].

Nós utilizamos o ALICE em uma disciplina de intro-dução à lógica de programação e orientação a objetos.A abordagem desta disciplina é ensinar primeiramenteos conceitos de Orientação a Objetos, como vários au-tores sugerem [4,5,6]. Em seguida, são ensinados osaspectos da programação estruturada [5].

Após a apresentação da interface gráfica do ALI-CE aos alunos, já é possível sua utilização para exem-plificar conceitos de Orientação a Objetos. As aulasseguintes seguem a divisão:

• aspectos da programação estruturada (seqüências,variáveis, testes e repetições);

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• array e lista;

• eventos.

Nas próximas seções serão discutidos: o modo comoos conceitos de Orientação a Objetos e de programa-ção estruturada foram apresentados aos alunos com oauxílio do ALICE. A versão utilizada nas aulas e no ar-tigo é ALICE 2.2.

INTERFACE GRÁFICA

Há dois modos de trabalho denominados visões.

A visão de animação ou programação, ilustrada pelaFigura 1, é a interface apresentada ao usuário assim que oaplicativo é aberto. Essa visão, é a que possibilita ao alunocriar programas a partir da seleção de uma estrutura deprogramação dentre as opções disponíveis na parte infe-rior da área do editor. E também, pela seleção de açõesdos personagens e objetos tridimensionais a partir da guiamétodos na área de detalhes. À imagem da interface davisão de animação foram adicionados números de 1 a 5para facilitar a explicação sobre as janelas que compõem ainterface. A Janela 1 é a área da árvore de objetos, quedescreve os elementos que compõem o ambiente, atores ecenário, como: a câmera, iluminação e os objetos 3D. AJanela 2 é a área da Janela do Mundo, onde se visualiza oambiente que está sendo construído com setas que contro-lam a movimentação da câmera. A Janela 3 é a área deeventos, onde onde se determina quando um método deveser executado. A Janela 4 é a área de detalhes, que per-mite acesso a propriedades, métodos e funções de deter-minado objeto. A Janela 5 é a área do editor, onde é aberta

Figura 1: Visão de Animação

uma guia para cada método ou função que estiver em edi-ção. Para mudar a visão, passando para a edição de cena,clica-se no botão verde (Add Objects) na Janela 2.

A visão de edição de cena é ilustrada pela Figura 2 etambém recebeu numeração de 1 a 5 para facilitar aexplicação. As Janelas 1, 2 e 4 são as mesmas nas duasvisões. A Janela 7 possui componentes para alternarentre duas formas de visualização da cena (única e quá-drupla), transformações geométricas, cópia de objeto econfiguração da câmera. A Janela 8 é a área da galeriaque permite o acesso a galeria local e da Web.

O aluno inclui objetos tridimensionais a partir de clas-ses disponíveis na galeria. Após a inclusão, pode-se al-terar as dimensões, orientação e posição dos objetostridimensionais.

Além disso, assim que o objeto é incluído na cena épossível executar seus métodos. A partir desse momen-to já é possível incentivar os alunos a associar os con-ceitos do ALICE com conceitos básicos de programa-ção orientada a objetos.

Figura 2: Visão de Edição de Cena

Exemplo 1 – Adicionar um gato e aprender a execu-tar seus métodos:

a) Selecionar a visão de edição de cena;

b) Adicionar um gato (Classe Cat);

c) Posicionar o mouse sobre o objeto na árvore deobjetos (Janela 1) e clicar o botão direito;

d) No menu de contexto, selecionar methods – catplay sound – cat.cat (método play sound não tempassagem de parâmetro);

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e) No menu de contexto, selecionar methods – catmove – forward – 5 meters (método move tem passa-gem de dois parâmetros: direção e distância).

CONCEITOS DE PROGRAMAÇÃO NO ALICE

ALICE utiliza o paradigma da Orientação a Obje-tos. Isso possibilita apresentar para os alunos omapeamento dos conceitos da Orientação a Objetos comos do ALICE:

• pacote de classes: galeria

• classe: cada elemento tridimensional da galeria

• objetos: World, Camera, light, ground (presentesem todas as animações, independente da vontadedo programador) e cada objeto tridimensional ge-rado a partir de uma classe da galeria;

• método: método (quando não retorna nada) ou fun-ção (quando há um retorno);

• atributo: propriedade.

E existe uma correspondência muito forte entre asestruturas de programação do ALICE com as das lin-guagens de programação modernas, como Java, porexemplo.

É possível criar um novo método para cada objetoda árvore de objetos. Para isso, é necessário selecionaro objeto, na área de detalhes selecionar a guia methods,clicar no botão create new method e digitar o nome dométodo.

Exemplo 2 – criar um método para o gato:

a) Selecionar a visão de animação;

b) Selecionar o gato (objeto Cat) na árvore de objetos;

c) Na guia methods, clique no botão create newmethod;

d) Será aberta uma janela de diálogo, digite o nomedo método (Ex.: anda)

O novo método receberá uma nova guia na área doeditor. Na parte superior da guia, há botões para a defi-nição de parâmetros e declaração de variáveis locais.Abaixo, há uma área para comandos, o aluno precisaapenas selecionar um método de qualquer objeto da ár-vore, arrastar e soltar dentro dessa área.

Exemplo 3 – adicionar seqüência de comandos nométodo brinca:

a) Selecione o gato (Objeto Cat) na árvore de objetos;

b) Encontre na guia methods, o métodoplayCatTapWindow, arraste-o no método brinca;

c) Expanda as partes do gato, clicando no símbolode adição do lado esquerdo de sua representação naárvore, conforme a Figura 3;

d) Selecione frontLeftLeg, arraste-o no método,passe por parâmetro backward e 0,15 meter (menuamount – other, digite 0,15);

e) Selecione frontRightLeg, arraste-o no método,passe por parâmetro forward e 0,15 meter (menuamount, selecione 0,15).

Figura 3: Partes do objeto Cat estão omitidas

Figura 4: Seqüência de comandos que animam o gato

O exemplo 3 completou o primeiro método. Arrasteo método brinca ao evento “When the world starts,do”, que ficará como ilustra a Figura 5.

Figura 5: Evento executado quando começa a execuçãoda cena

As funções também podem ser implementadas damesma forma que os métodos.

No ALICE, os métodos são procedimentos, nãoretornam valores, enquanto que as funções sempreretornam valores.

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As estruturas de repetição disponíveis no Alice sãoWhile e For. A Figura 6 ilustra o mapeamento entreuma das estruturas de repetição do ALICE (Loop) como comando For da linguagem Java.

Exemplo 4 – adicionar repetição ao método brinca:

a) Arraste e solte a estrutura Loop, disponível naparte inferior da área do editor, no bloco de comandos;

b) Arraste e solte os métodos cat.playCatTapWindow,cat.frontLeftLeg.turn e cat.frontRightLeg.turn paradentro do Loop.

Figura 6: Estrutura de repetição “Loop”

A Figura 7 exemplifica como a estrutura condicional“If/Else” é similar tanto na programação gráfica doALICE quanto na forma textual do Java.

Figura 7: Estrutura Condicional

Algo que é trabalhoso em muitas linguagens de pro-gramação (em Java é razoavelmente simples) é progra-mar de modo concorrente. No ambiente ALICE bastaagrupar todas as tarefas concorrentes dentro da estru-tura “Do together” e estas serão executadas aparente-mente ao mesmo tempo.

Após a criação do ambiente no ALICE, pode-seexportá-lo para página da Web.

CONCLUSÃO

ALICE é uma ferramenta na qual os alunos se em-penham para criar ambientes virtuais tridimensionaisdivertidos e movimentos extremamente detalhados, o quedemanda utilização das estruturas de programação emblocos complexos, sem perceber o esforço investido emtal tarefa. Nesse ambiente, os alunos encararam demaneira lúdica a criação de animações e alguns até de-senvolveram por conta própria jogos simples.

A interface do ALICE é tão fácil de usar e aprenderque pode ser utilizado até mesmo por alunos de outrasáreas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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[2] C. Kelleher, R. Pausch, e S. Kiesler, “StorytellingAlice motivates middle schools girls to learn computerprogramming”, Proceedings of the SIGCHI conferenceon Human factors in computing systems. San Jose,California, EUA, 2007, pp. 1455-1464.

[3] K. Powers, P. Gross, S. Cooper, M. McNally, K.J.Goldman, V. Proulx e M. Carlisle, “Tools for teachingintroductory programming: what works?”, Proceedingsof the 37th SIGCSE Technical Symposium onComputer Science Education. Houston, Texas, EUA,2006, pp. 560-561.

[4] Z. Mahmood, “An Objects-First Approach toTeaching Introductory Software Development”,Proceedings of the 12tth WSEAS InternationalConference on Computers. Heraklion, Grécia, Texas,EUA, 23 de julho de 2008, pp. 968-972.

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ALICE no ensino decomputação para crianças

Danielle Cordeiro Pedrosa1 e Sergio Vicente Denser Pamboukian2

daniellecpbr@hotmail.com; sergio.pamboukian@mackenzie.br

1 Danielle Cordeiro Pedrosa, Aluna, Rua da Consolação, 930, 01302-907, São Paulo, SP, Brasil,

2 Sergio Vicente Denser Pamboukian , Professor, Rua da Conso-lação, 930, 01302-907, São Paulo, SP, Brasil

Resumo

Devido à disseminação dos computadores e seu uso cada vez mais presente na formaçãode estudantes existem cada vez mais perguntas sobre como conciliar educação e recur-sos tecnológicos. Para os mais jovens, o computador é considerado ferramenta indispen-sável no dia a dia. Por meio do ensino de lógica de programação para crianças é possívelestimular o raciocínio lógico e formal, além de propiciar um embasamento teórico sobreas possibilidades da ciência da computação. Este trabalho objetiva mostrar as vantagensde usar o ambiente de programação Alice para o ensino de lógica de programação paracrianças, além de apresentar alguns subsídios para o ensino de lógica de programaçãopara crianças.

Palavras-chave: Alice, lógica de programação, educação infantil.

INTRODUÇÃO

Hoje em dia, devido ao grande desenvolvimentotecnológico, ferramentas e técnicas utilizadas nos siste-mas computacionais estão em constante evolução sen-do rapidamente abandonadas ou substituídas. Comoestas ferramentas estão presentes em nosso cotidiano énecessário termos um embasamento no mínimo básicosobre o funcionamento das mesmas [1].

Tem-se observado que, devido a esta necessidade, acomputação está cada vez mais sendo inserida no con-texto acadêmico. Na maioria das vezes o objetivo prin-cipal é permitir a comunicação à distância ou utilizarrecursos de multimídia e de realidade virtual para apoiodo ensino fundamental e médio. Porém, existem algu-mas iniciativas para inserir desde cedo o ensino de lógi-ca de programação como ensino básico. Isto pode aju-dar a identificar afinidades do aluno para com a área decomputação como também pode estimular o raciocínio

lógico e dar maior embasamento sobre ferramentascomputacionais de inúmeras utilidades [2].

Após anos de experiência no ensino de linguagemde programação, podemos perceber o grande desinte-resse por parte dos alunos iniciantes. Um dos motivospara este desinteresse provavelmente é a grande quan-tidade de conceitos extremamente abstratos envolvidosno processo e que acabam dificultando o aprendizado[3]. Observando um código estruturado é difícil enten-der o que ele faz sem se ter o embasamento necessárioda linguagem de programação em questão.

Com base nesses argumentos, propõe-se o uso dosoftware livre Alice para iniciação do estudante no apren-dizado dos conceitos básicos e essenciais da lógica deprogramação. Este software permite o desenvolvimen-to desde as aplicações mais simples até as mais sofisti-cadas, podendo fazer a integração com outras aplica-ções em ambiente Java.

Em relação ao ensino da programação para crian-ças, o software Alice traz uma interface gráfica simplese colorida, desapertando a curiosidade, além de blocosprontos e objetos 3D que podem ser usados na progra-mação, tornando-a mais versátil, simples e interativa.

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O SOFTWARE ALICE

O software Alice, atualmente nas versões 2.2 e 3.0,foi desenvolvido pela Carnegie Mellon University (CMU)situada em Pittsburgh/USA e disponibilizado gratuita-mente através do endereço www.alice.org.

Alice é um inovador ambiente de programação 3D,que torna muito fácil a criação de animações (com oobjetivo de contar uma história), a criação de jogosinterativos e também a criação de vídeos para seremcompartilhados na web. Alice também é uma ferramentaeducacional desenvolvida para auxiliar estudantes emseu primeiro contato com a programação orientada aobjetos. Ela permite aos estudantes aprenderem os con-ceitos básicos de programação em um contexto de cria-ção de filmes e pequenos jogos. No Alice, objetos em3D (por exemplo, pessoas, animais e veículos) são inse-ridos em um mundo virtual onde podem ser animadospelo programa desenvolvido pelos estudantes [4].

No ambiente de desenvolvimento interativo do Ali-ce, estudantes podem arrastar e soltar comandos gráfi-cos para criar seus programas. Tais comandoscorrespondem a instruções clássicas (If/Else, While eoutras) existentes nas linguagens de programação ba-seadas em texto como Java, C++ e C#. Alice permiteque os estudantes visualizem imediatamente como seusprogramas estão sendo interpretados, permitindo um fácilentendimento da relação entre as instruções inseridasno programa e o comportamento da sua animação.Manipulando objetos no mundo virtual, os estudantesganham experiência com todas as estruturas de progra-mação típicas ensinadas em um curso de introdução àprogramação [4].

APLICAÇÕES NA EDUCAÇÃO INFANTIL

O software Alice pode ser utilizado de duas formasdistintas na educação infantil. A primeira opção é utili-zar esta ferramenta para ensinar a criança a construiruma animação utilizando objetos e estruturas prontas,alterando apenas parâmetros básicos, fazendo com queela já se habitue aos comandos elementares e essen-ciais de linguagens como C, C++, C#, Java e outras.Outra opção é utilizar o software Alice para que o pro-fessor possa criar suas próprias animações, moldadasda maneira necessária à proposta pedagógica do curso,que serão apenas exibidas aos alunos, como material deapoio às aulas.

CRIANDO UM PROJETO NO ALICE

No Alice, o termo “Mundo” refere-se ao ambiente vir-tual da aplicação 3D que será desenvolvida. Neste mundovirtual serão inseridos objetos (pessoas, animais, casas, etc.)que serão animados pelo programa desenvolvido.

Ao criar um novo projeto no Alice, o primeiro passoé escolher um gabarito (template) para o ambiente vir-tual (terra, areia, grama, neve, etc.) como podemos ob-servar na Figura 1.

Figura 1: Criação de Um Novo mundo Virutal

Após a definição do tipo de mundo virtual a ser utili-zado, entramos no ambiente interativo de programaçãodo Alice. Este ambiente é composto por vários elemen-tos que podem ser identificadas na Figura 2:

A - botão para adicionar novos objetos ao mundovirtual. Permite também a visualização e alteração dosobjetos já adicionados;

B - árvore que permite a visualização dos objetosexistentes no mundo virtual;

C - detalhes do objeto selecionado. Indica métodos exis-tentes e propriedades do objeto que podem ser alteradas;

D - janela de edição dos scripts relacionados a cadamétodo;

E - principais estruturas de controle de programação(condicionais, repetitivas, etc.);

F - botão para exibir a animação criada;

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G - janela onde são criados novos eventos e ondecada evento pode ser associado a um método.

Para entender melhor o funcionamento deste ambien-te, descreveremos passo a passo a criação de uma ani-mação simples.

Figura 2: Ambiente de programação Alice

O primeiro passo é adicionar alguns objetos ao mun-do virtual. Para isto, basta pressionar o botão “AddObjects” visto na Figura 2A. Ao ser pressionado, estebotão exibirá uma galeria onde podemos escolher obje-tos prontos ou também importar objetos de outras fon-tes 3D (parte inferior da Figura 3).

Figura 3: Escolhendo objetos

Dentre as várias categorias de objetos (animais, cons-truções, etc.) escolhemos os objetos que nos interes-sam e inserimos instâncias destes objetos em nossomundo virtual.

Neste exemplo, os objetos escolhidos foram: solo,ilha, helicóptero e pato (ground, island, helicopter educkPrince), como podemos ver na Figura 3.

Após a criação de uma instância de objeto, o mesmopode ser reposicionado, rotacionado e redimensionadono mundo virtual. Para isto basta selecionar o objeto,escolher a operação que se deseja realizar (mover, gi-rar, redimensionar, etc.) utilizando os botões que podemser visualizados no canto superior direito da Figura 3,clicar no objeto e arrastá-lo. Para customizar o objetopodemos também alterar as suas propriedades (cor, opa-cidade, etc.) que estão descritas na parte inferior es-querda da tela.

Após a criação e configuração dos objetos é neces-sário efetuar a programação dos mesmos para que aanimação possa ser realizada. A Figura 4 mostra as ja-nelas do ambiente Alice que são utilizadas para efetuara programação destes objetos:

A - visualização dos objetos inseridos;

B - árvore de objetos existentes no mundo virtual;

C - métodos disponíveis para o objeto selecionado(mover, rolar, dizer, etc.);

D - código fonte do método.

Na Figura 4D podemos perceber que o código fontede um método é muito parecido com uma linguagem deprogramação.

Figura 4: Programando no Alice

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Para adicionar um comando ao código fonte pode-mos, por exemplo, arrastar um método (Figura 4C) paraa área onde o código fonte está sendo escrito (Figura4D). Por exemplo, para mover o helicóptero 17 metrosà frente podemos:

• arrastar o método “helicopter move” para a áreado código fonte;

• escolher a direção “forward” no menu popup queirá aparecer;

• escolher a distância “17 meters”.

Podemos também adicionar outras características aeste método clicando no botão “more...” e indicando,por exemplo, a duração de 2 segundos para a execuçãodeste método.

O resultado desta linha de comando pode ser vistona Figura 5.

Figura 5: Linha de Comando

Após a definição de um método, é possível ajustar omesmo através das caixas de combinação existentes nalinha de comando (veja o destaque na Figura 6).

Figura 6: Ajustando um método

Durante a criação do programa, podemos visualizaro resultado clicando no botão Play (Figura 2F). Assim épossível verificar se o código gerado está de acordo como esperado ou se é necessário efetuar o ajuste de algumparâmetro nas linhas de comando.

Além das estruturas de controle convencionais exis-tentes na maioria das linguagens de programação (If/Else,While, etc.), o software Alice também disponibiliza estru-turas que controlam o tempo de execução dos métodos.

Por exemplo, se alguns métodos têm que ser executadossimultaneamente (de forma paralela), podemos utilizar aestrutura “Do together” e se os comandos precisam serexecutados um após o outro, usamos a estrutura “Do inorder”. Além disso, existem também outras estruturasimportantes como “Wait” (pausa) e “print”.

No exemplo visto, o comando “Do together” foi uti-lizado para fazer o helicóptero se mover para frente aomesmo tempo em que gira, tendo como resultado final ohelicóptero se movendo ao redor da ilha.

Depois de finalizada a animação, a mesma pode servisualizada em uma janela muito parecida com umtocador (player) de vídeo (Figura 7).

Figura 7: Visualizando a animação

Nesta janela podemos escolher a velocidade de exi-bição da animação, efetuar uma pausa, interromper oureiniciar a exibição. Existe também a possibilidade defotografar a janela e salvar o quadro; este comando ésemelhante à tecla “PrintScreen” existente no teclado,porém focado na imagem exibida pela janela.

DIÁLOGOS ANIMADOS

Outra utilidade muito simples do Alice, mas muito inte-ressante quando trabalhamos com educação infantil, é ouso de filmes e desenhos para representar diálogos. Esterecurso pode ser usado para ensinar uma língua estrangei-ra, por exemplo, como vemos em quadrinhos nos livros, sóque neste caso animado. Isto tanto pode ser feito pelo alu-no, conciliando o ensino da língua estrangeira com o ensinode programação (fica aqui uma proposta de trabalho esco-lar), como pode ser usado pelo professor para deixar suaaula mais dinâmica e interativa (Figura 8).

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CONCLUSÕES

Trabalhar com um ambiente gráfico em 3D fácil deusar é atrativo e motivador para os estudantes que de-sejam se iniciar na área de programação.

Neste ambiente de programação não é necessário me-morizar a sintaxe dos comandos, pois os métodos, localiza-dos à esquerda da tela, e os comandos, localizados na parteinferior da tela, são adicionados ao código fonte clicandosobre os mesmos e arrastando-os para o local desejado.Isto torna a programação extremamente fácil para iniciantese evita os desmotivadores erros de sintaxe que ocorrem naslinguagens de programação baseadas em texto.

A natureza visual e a visualização instantânea dosresultados tornam fácil para os estudantes perceber oimpacto de um comando ou grupo de comandos. Istotambém torna a depuração do código mais fácil.

O software Alice provê uma noção concreta do con-ceito de objetos, suas classes, instâncias, métodos e pro-priedades.

Figura 8: Diálogos animados

REFERÊNCIAS

[1] FONSECA, C. História da Computação – Teoriae Tecnologia. Brasília: LTR, 1998.

[2] FERNANDES, C. S., MENEZES, P. B. Metodo-logia do Ensino de Ciência da Computação: umaProposta para Crianças. Em: Congresso da SociedadeBrasileira de Computação 2001, Fortaleza – CE, Agos-to de 2001.

[3] ALMEIDA, E. S. Um Ambiente Integrado paraauxílio ao Ensino de Ciência da Computação. Re-vista Digital da CVA-RICESU, vol. 2 – n°8 Setembrode 2004.

[4] MOSKAL, Barb; LURIE, Deborah; COOPER,Stephen. Evaluating the Effectiveness of a NewInstructional Approach. Disponível em: www.alice.org.Acesso em 17/05/2010.

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Ensino de Matemáticacom o Software ALICE

Angela Hum Tchemra1 e Melanie Lerner Grinkraut2

angela.hum@mackenzie.br; mlgrinkraut@mackenzie.br

1 Angela Hum Tchemra, Professora, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brasil

2 Melanie Lerner Grinkraut, Professora, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brasil

Resumo

O objetivo deste artigo é apresentar uma proposta do uso do software Alice para oensino de Matemática. Alice é um programa que tem como principal finalidade en-sinar e desenvolver a lógica de programação, com recursos que facilitam a criaçãode programas, sem a necessidade de conhecimentos sobre a sintaxe de comandosdas linguagens de programação. Desta forma, Alice pode ser uma alternativa deuso para a criação de aplicações com conteúdos que envolvam conceitos matemá-ticos, integrados com outras disciplinas, que exigem dos alunos raciocínio lógico econhecimentos, capacitando-os na compreensão das relações dos diferentes assun-tos tratados, e auxiliando no processo de ensino e aprendizagem da Matemática.

Palavras-chave: educação, informática, matemática, software Alice.

INTRODUÇÃO

Geralmente, alunos que estudam os conteúdos ma-temáticos têm dificuldades de compreensão e de racio-cínio dedutivo na matéria, e de relacionar os aspectosabstratos com os reais, concretos, da realidade do seudia a dia.

Pode-se, de forma análoga, dizer que alunos que cri-am os primeiros programas para o computador, sentemdificuldades semelhantes em desenvolver a lógica deprogramação. Isto se deve a vários fatores, tais como,não estarem habituados em raciocinar de forma lógica,levando em conta os recursos computacionais, não con-seguirem associar os diversos conteúdos que envolvemas aplicações, e outros.

O software Alice, desenvolvido pelos pesquisadoresda Universidade Carnegie Mellon, tem como objetivoprincipal auxiliar os alunos na lógica de programação.Possui um ambiente de desenvolvimento, cuja interface

gráfica e recursos tridimensionais com animações, faci-litam a aprendizagem e o desenvolvimento do raciocíniológico.

Alice é um software que permite criar animaçõesem 3D de forma fácil, trazendo como vantagem para osdesenvolvedores recursos de computação gráfica, nãoexigindo dos estudantes principiantes em lógica de pro-gramação conhecimentos avançados sobre o assunto.Além disso, traz facilidades de programação, pois não énecessário escrever códigos complexos, como as sinta-xes de algumas linguagens de programação, uma vezque o simples uso de cliques do mouse e o processo dearrastar objetos possibilitam o desenvolvimento de pro-gramas com animação.

Apesar de o software Alice ter sido, originalmente,concebido para auxiliar alunos no desenvolvimento dalógica de programação, este software pode ser usadopara gerar programas com aplicações em diversasáreas. Estes programas podem agregar conceitos ma-temáticos e animações em 3D, criando-se aplicativosque facilitariam a compreensão, não somente de mate-mática, mas de outras disciplinas, tais como física, ciên-cias, português, inglês e outras.

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Diversas pesquisas, na área de ensino e aprendiza-gem de matemática com o uso de recursos computa-cionais, apresentam trabalhos em que conteúdos mate-máticos são desenvolvidos em aplicações lúdicas, taiscomo jogos, vídeos e animações, que contextualizados,motivam os alunos a aprenderem de forma agradável, eaté desafiadora. O uso do computador, aliado a outrastecnologias, tais como o vídeo, a televisão e outras mídias,tem procurado estimular e auxiliar os alunos no aprendi-zado dos diferentes conteúdos da matemática.

Alice se mostra como mais uma alternativa criativapara capacitar e envolver os alunos na construção de novosconhecimentos em diversas disciplinas, com aplicaçõescujos cenários e estórias podem motivar estudantes devárias faixas etárias, fazendo-os compreender e obser-var os conceitos abstratos ligados ao seu cotidiano.

O professor de matemática pode orientar os alunosna elaboração de softwares, que possibilitem e motivemos alunos a investigar, pesquisar e buscar soluções deproblemas que envolvam conteúdos matemáticos, numprocesso de ensino e aprendizagem da construção doconhecimento. Para isto, o ambiente do programa Alicepode auxiliar na concretização dos conceitos abstratosda matemática, dando suporte para a criação de objetose suas ações.

Este artigo apresenta nas seções seguintes os tiposde uso do computador em educação por professores ealunos, bem como alguns aspectos do processo de ensi-no e aprendizagem da matemática apoiado nos recur-sos da informática. O software Alice e seus recursosprincipais são descritos em outra seção, com o objetivode mostrar as possibilidades e as facilidades de se de-senvolver programas educacionais aplicados ao ensinode matemática. Na última seção, são apresentadas asconsiderações finais e as possíveis contribuições que oprojeto proposto poderá trazer.

TAXONOMIA DE USOS DOCOMPUTADOR EM EDUCAÇÃO

Até algumas décadas atrás, uma visão limitada daeducação considerava a aprendizagem como algo queacontecia por meio da instrução ou do ensino formal edeliberado.

Contudo, ao se comparar a realidade da sala de aulados dias atuais com aquela que ocorria em um passadobastante recente, é possível constatar mudanças profun-

das, devidas principalmente às transformações na socie-dade e à grande influência dos meios de informação e decomunicação sobre os três agentes fundamentais da edu-cação: escola-professor-aluno. Muito se tem estudado epesquisado a partir daquela época. Os recursostecnológicos desenvolvidos e oferecidos foram inicialmen-te utilizados pela sociedade em geral, em todos os seussetores, chegando posteriormente às escolas.

Em um contexto educacional, estes recursostecnológicos têm propiciado a construção de um ambi-ente, que visa estimular a interação do aluno com o ob-jeto de estudo, integrando-o à sua realidade. Assim asua utilização tem sido voltada a motivar e a desafiar osalunos, permitindo que as situações criadas possam seradaptadas às suas estruturas cognitivas e ao seu plenodesenvolvimento.

Assim sendo, no momento atual, os recursostecnológicos e em especial o computador têm se consti-tuído em um importante recurso de apoio ao aprendizado,sendo utilizado tanto pelo professor em todas as etapasde seu trabalho, como pelos alunos. No entanto no quediz respeito aos alunos, muitos educadores e pesquisado-res tem se preocupado com o ensino ministrado nas es-colas e com a qualidade da aprendizagem dos alunos, eisto tem levado a investigação das melhores maneiras defazer com que o computador contribua realmente para amelhoria do processo de ensino-aprendizagem.

Se o computador for utilizado apenas como instru-mento a serviço do ensino formal e deliberado, não iráalterar significativamente a maneira de ensinar e pode-rá não ter muito efeito sobre a educação. Segundo [1]-[2], o computador deveria ser utilizado como uma ferra-menta de aprendizagem e não apenas como uma má-quina de ensinar.

Muitos pesquisadores da área de informática educa-cional têm estudado possíveis formas de utilização docomputador no dia a dia da sala de aula. Para [2] as se-guintes formas de uso são as mais comuns: 1º) instruçãoprogramada; 2º) simulações e jogos; 3º) aprendizagempor descoberta e 4º) pacotes aplicativos. Tem-se a seguiruma breve descrição destes métodos de utilização.

1º) Instrução programada - Trata-se de um métodoem que o computador é colocado na posição de quemensina o aluno. Esta foi a forma mais difundida de utili-zação em um passado bastante recente. Ela ficou co-nhecida pela sigla CAI, cuja denominação era Instru-

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ção Assistida pelo Computador (Computer AssistedInstruction), tendo sido adotada por aqueles que en-xergavam o computador basicamente como um recursoou auxílio instrucional que facilitava a consecução decertos objetivos educacionais tradicionais através demétodos fundamentalmente convencionais. O compu-tador, nestes casos, era utilizado como uma máquina deensinar ou como um equipamento que ensinava concei-tos, fatos ou habilidades dentro do contexto curricularregular. Os programas de exercício e prática, quandobem construídos podiam adaptar-se aos diversos níveisde conhecimentos e deficiências específicas, servindocomo um meio de reforço aos alunos. Uma forma maissofisticada de instrução programada do que os exercí-cios repetitivos de prática e fixação era a que engloba-va os programas conhecidos como tutoriais. O tutorialleva o computador a instruir o aluno, em uma área doconhecimento, tendo um contato individualizado comeste, como um tutor o faria.

2º) Simulações e Jogos - Uma simulação constitui-se em um modelo, real ou imaginário, baseado em umateoria de operação de algum sistema. Atualmente com-putadores conseguem simular sistemas razoavelmentecomplexos, e eles podem ser programados para respon-der a certas intervenções de forma realista. As simula-ções devem ser utilizadas como um complemento, e nãocomo uma substituição total do trabalho, como por exem-plo, em um laboratório de Química. Em uma simulaçãoo aluno testa as suas hipóteses sobre os problemas quesurgem no ambiente simulado, manipula variáveis e ve-rifica como o comportamento do modelo se altera emuma variedade de situações e condições. Por sua vezos jogos pedagógicos têm como objetivo principal pro-mover a aprendizagem, diferentemente de outros tiposde jogos. Nos jogos pedagógicos existe um conjunto deregras bastante claro e geralmente têm ao final um ven-cedor. Embora os jogos estejam a serviço do ensino-aprendizagem, eles possuem elementos motivadores,procurando ser divertidos. Desta forma, espera-se queos alunos aprendam com maior facilidade, até muitasvezes sem perceber, os conceitos, habilidades e conhe-cimentos presentes no jogo.

3º) Aprendizagem por descoberta - Atualmente exis-tem várias linguagens de programação dirigidas para aárea educacional, que tem por objetivo criar ambientesde aprendizagem. O aluno terá condições de desenvol-ver o seu raciocínio lógico-matemático, aprender uma

linguagem de programação e desenvolver programas quepossam integrar os conteúdos de diversas disciplinaspresentes no currículo.

4º) Pacotes aplicativos - Em um contexto educacio-nal também é possível utilizar pacotes aplicativos gené-ricos como processadores de texto, gerenciadores debanco de dados, planilhas eletrônicas, programas deapresentação e criação de páginas para a Internet. Ouso de pacotes aplicativos constitui uma maneira inte-ressante e útil de trabalhar o computador com os alu-nos, como também de prepará-los para o uso deste emsuas vidas profissionais.

Quase toda forma de utilização de computadores pro-porciona algum tipo de benefício pedagógico. Algumasutilizações são mais adequadas para o desenvolvimentode determinadas habilidades e outras se adéquam maisaos objetivos educacionais. Cada uma das estratégiastorna-se eficaz quando utilizada na situação correta.

O software Alice [3] pode ser classificado na cate-goria, segundo o método de uso, como “aprendizagempor descoberta”, por se tratar de uma linguagem de pro-gramação em um ambiente gráfico virtual 3D e porcriar um ambiente de aprendizagem ou um “micro-mundo”. Este software oportuniza diversas possibilida-des de utilização, adequadas a situações diversas, po-dendo ser utilizado tanto em contextos educacionais,como em outros ambientes. Neste ambiente torna-sepossível criar com facilidade uma animação 3D, na for-ma da narrativa de uma estória, executar um jogointerativo, ou ainda compartilhar um vídeo na Internet.

ASPECTOS DO ENSINO E APRENDIZAGEMDA MATEMÁTICA APOIADONOS RECURSOS DA INFORMÁTICA

No ensino da matemática, o surgimento e a utiliza-ção de vários programas voltados à educação tem trazi-do uma perspectiva animadora de metodologias dife-renciadas, que possam levar a uma aprendizagem maissignificativa. Estes programas serviriam de auxílio aoprocesso de ensino-aprendizagem de conteúdos mate-máticos, na medida em que possibilitariam ao aluno tra-balhar de uma forma interativa, visual, dinâmica; tes-tando hipóteses e construindo conjecturas, enfim cons-truindo o seu próprio conhecimento, além de respeitarritmos diferenciados de aprendizagem.

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Estas ferramentas, desde que utilizadas em um contex-to que considere o aluno no centro do processo e usandometodologias diferenciadas das tradicionais, se tornam umrecurso poderoso que em muito auxilia em um primeiromomento a compreensão e a apropriação de conteúdosmatemáticos e à sua consequente aplicação na própriamatemática, em outras disciplinas e na vida cotidiana. Es-tas metodologias possibilitam identificar o que o aluno estáentendendo do conteúdo ensinado e o raciocínio envolvidonas construções ou na programação por ele efetuadas.

Para [4] o desenvolvimento da matemática semprefoi dependente do material e das ferramentas disponí-veis, especialmente no que se refere à matemáticacomputacional. Atualmente, avanços na informática pro-piciaram o desenvolvimento de softwares matemáticosnuméricos e simbólicos. Porém estas novas ferramen-tas sofisticadas poderão não se tornar imediatamenteinstrumentos matemáticos eficientes para o seu uso, poisdevido a sua complexidade não é fácil dominá-los e re-tirar deles todo o beneficio de seu potencial. Entretantoo que se verifica é que apesar de todas as dificuldades,estas ferramentas estão sendo cada vez mais estuda-das e desenvolvidas de forma a serem incorporadas àspráticas matemáticas em contextos educacionais de for-ma a modificar antigas concepções relacionadas ao pro-cesso de ensino e aprendizagem da matemática.

O computador no ensino da matemática ao oferecernovas ferramentas e maiores facilidades de interação,em ambientes mais amigáveis, como os “micromundos”oportuniza aos alunos uma atuação mais efetiva sobreos objetos matemáticos, que são mais abstratos.

Segundo [5], ao estudar este tema constatou que ocomputador trouxe novos elementos no ensino e na apren-dizagem da matemática, na medida em que possibilitouque ela fosse explorada in loco. Este recurso apresen-ta uma realidade virtual, que propicia um ambiente fa-vorável à exploração matemática e à descoberta de re-sultados. Ao serem apresentadas as soluções para umadeterminada situação-problema de forma visual aos alu-nos, os ambientes informatizados possibilitam experi-mentações indutivas, que poderiam validá-las.

Em suas pesquisas, [6] constatou que o encontro dosalunos com os programas matemáticos de computador osmotivava ao estudo, enquanto desenvolviam atividades deinvestigação. Por sua vez, estas atividades tinham entre osseus objetivos, convencer os alunos de determinados resul-tados, além de despertá-los para muitas outras indagações.

Assim sendo, os ambientes informatizados forneceminúmeros recursos, que proporcionam tanto aos profes-sores como aos alunos a possibilidade de explicitar aspropriedades e relações dos objetos estudados em ter-mos de uma linguagem mais formal, enquanto interagemcom os dados gerados pelas suas definições. Desta for-ma, estes conseguem mudar a sua atitude frente a estesobjetos, possibilitando que realizem inúmeras operaçõessobre eles, gerando vários tipos de respostas.

Ao tratar do ensino de uma linguagem de programa-ção, [7] justifica esta importância quando se refere aosestudantes, na medida em que considera as habilidadescognitivas gerais que estes desenvolvem como resultadode uma atividade de programação. Pesquisas apontamque a o aprendizado e o desenvolvimento de um progra-ma, utilizando uma linguagem de programação subsidie oaprendizado de outras habilidades gerais do pensamento,bem como pode orientar na resolução de problemas com-plexos. Outro objetivo da atividade de programação ocorreno domínio específico do aprendizado que acontece natentativa de solucionar certos problemas matemáticos,usando comandos específicos na manipulação de algumtipo de objeto matemático. A idéia que a programaçãopode atuar como um meio na aprendizagem matemáticaoriginou-se no final dos anos 60. Atualmente os softwarese os ambientes de aprendizagem tem-se tornado tão fle-xíveis e modificáveis que o professor ou o próprio alunopodem criar ambientes para usos específicos.

O software Alice se constitui em uma linguagem deprogramação, que pode ser utilizado como um meio naaprendizagem matemática. Além do aprendizado da pró-pria linguagem, ele também oferece como alternativo deuso a possibilidade de se criar aplicações com conteúdosque envolvam conceitos matemáticos, integrados comoutras disciplinas, exigindo e propiciando nos alunos odesenvolvimento do raciocínio lógico e a ampliação deconhecimentos. Isto poderá levá-los a compreender asrelações dos diferentes assuntos tratados, auxiliando-osno processo de ensino e aprendizagem da matemática.

SOFTWARE ALICE NOENSINO DE MATEMÁTICA

O software Alice foi idealizado, em 1997, por umgrupo de pesquisa, cujo líder foi o pesquisador, falecidoem 2008, Randy Pausch, na Carnegie Mellon University,situada na cidade de Pittsburgh, Pensilvânia, nos Esta-

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dos Unidos, com o propósito de auxiliar alunos do ensi-no médio a compreender melhor o processo de desen-volvimento de programas de computador. Com a evolu-ção do software, dada pelo acréscimo de novos recur-sos, e pesquisas do grupo, atualmente liderado pela pro-fessora Wanda Dann, possibilitaram direcionar o seu usopara o ensino de lógica de programação para alunos deensino superior [8].

O ambiente de desenvolvimento de programastridimensionais, acrescido de recursos de animação einteração, tem apontado o software Alice como umaferramenta que facilita o processo de ensino e de apren-dizagem da lógica computacional. Suas característicasvisam reduzir o tempo na criação de programas gráfi-cos em 3D interativos, uma vez que o aluno não neces-sita aprender a sintaxe dos comandos da linguagem,bastando apenas, em alguns casos, clicar e arrastar ob-jetos e métodos disponíveis no software, inclusive usarefeitos de câmeras e luz.

Alice é um software livre que suporta a programaçãoorientada a objetos, como as linguagens C++ ou Java. Aodisponibilizar objetos pré-programados, Alice permite queas classes correspondentes sejam alteradas pelos alunos,novas classes sejam criadas e utilizadas, bem comoreutilizá-las na geração de novos programas. Além disso,Alice possui uma interface gráfica, que compõe o ambi-ente virtual, na qual o aluno programador pode organizaro cenário e os objetos de sua aplicação.

Nas linguagens de programação orientadas a obje-tos, os objetos representam elementos que possuemdeterminadas características ou propriedades, que po-dem ser alterados e submetidos a algumas ações repre-sentadas pelos métodos. O software Alice dispõe deum conjunto de objetos e métodos fixos, que utilizadosem conjunto geram os movimentos, ou eventos, e ani-mações da aplicação. Além disso, Alice permite que osmesmos métodos fixos sejam combinados de várias for-mas para gerar novos métodos e outros eventos.

Os eventos são usados no Alice, junto com as funçõeslógicas, para criar as animações, ou movimentos, dos ele-mentos ou personagens que atuam no cenário, permitin-do inclusive agregar sons e interação do usuário, enquan-to a estória transcorre, com o uso do teclado ou mouse.

Alice permite que a partir do desenvolvimento deuma aplicação em 3D animada se crie um vídeo, quereproduz toda a estória desenvolvida.

Essencialmente, Alice tem como objetivo proporcio-nar um ambiente para desenvolver aplicações baseadasem estórias criadas pelo professor e pelo aluno. E, ésobre este aspecto que se pode destacar o uso dosoftware no ensino e na aprendizagem da matemática.

O aluno pode ser estimulado pelo professor de ma-temática a criar uma estória com um determinado ce-nário em 3D, inserir personagens disponíveis no softwareAlice ou gerar outros personagens, utilizar e criar méto-dos ou eventos que permitam a sua animação.

O professor pode orientar e despertar o interesse doaluno na concepção de uma estória, propondo temas ouassuntos relacionados com a matemática, que devemser explorados e pesquisados para organização do en-redo a ser criado.

Durante o processo de pesquisa, o professor podeestimular o aluno a usar sua criatividade no planejamen-to dos atos principais de sua estória, verificar quais per-sonagens devem ser inseridos, que relação deve existirentre os personagens e, principalmente, como os recur-sos da matemática serão usados.

O professor pode definir os principais objetivos pe-dagógicos a serem alcançados pelos alunos, tais comoidentificar a aplicação do assunto específico da mate-mática com outras disciplinas; estimular o estudomultidisciplinar do tema, com o intuito de observar asrelações que se estabelecem entre as várias disciplinas;desenvolver habilidades e responsabilidades de traba-lhar em equipe ou de forma individual; promover a ca-pacidade de criação, organização e coerência no de-senvolvimento da estória.

CONSIDERAÇÕES FINAIS E CONTRIBUIÇÕES

Para os desenvolvedores do Alice [8], a sua efetivautilização poderá resultar na superação de alguns pro-blemas, por eles considerados como os quatro primeirosobstáculos na introdução de uma linguagem de progra-mação. São eles:

1º) O processo de desenvolvimento de um programaou aplicação, por meio de alguma linguagem de progra-mação, desde as suas origens, envolvia erros relaciona-das à notação ou à sintaxe utilizada nos comandos. Oprocesso de edição do Alice remove a frustração cau-sada por este tipo de erro, pois permite que o estudantese sinta mais livre no desenvolvimento de uma “intuição

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sua” relacionada à sintaxe. Cada vez que este necessi-tar utilizar um comando, bastará apenas que este selecio-ne, clique e arraste os comandos, previamente escritosnos tópicos de programação, nos quais as opções váli-das ficam em destaque.

2°) Devido à sua concepção e por ser uma lingua-gem virtual, os estudantes não necessitam esperar oprograma ser totalmente executado, para poderemvisualizar os resultados na tela do computador. Para oaluno se torna mais fácil ver e perceber que algum obje-to se moveu para frente ou para trás, do que entenderque alguma variável presente no programa foiincrementada ou decrementada. Os estudantes ao utili-zarem o Alice percebem com facilidade as relaçõesestabelecidas entre o programa desenvolvido e a açãode animação.

3º) Muitos alunos iniciam um curso introdutório deprogramação, simplesmente porque existe uma exigên-cia institucional. Pesquisas e projetos pilotos realizadoscom o uso do Alice em alguns países, em comparaçãocom grupos de controle em cursos, nos quais foi aplica-da a metodologia tradicional, indicaram os alunos queestavam aprendendo a programar usando o Alice, de-senvolveram muito mais aplicações e seguiram para umsegundo curso, interessados em aprender mais sobreesta ferramenta e as suas possibilidades.

4º) O ambiente de programação propiciado pelo Ali-ce possibilita, motiva e encoraja o aluno de um ponto devista psicológico a criar pequenos métodos e funções.A analogia estabelecida com a criação de uma anima-ção 3D ou mesmo um filme, permite ao professor esti-mular os alunos no desenvolvimento de uma estória, comoo enredo de um filme, que pode ser elaborada com re-cursos simples de design e refinada com pseudocódigos.

Nos dias atuais a introdução e o uso de uma lingua-gem de programação no Brasil em contextos educacio-nais são direcionados principalmente a cursos superio-res que lidam com as ciências Exatas e Tecnológicas,como Engenharia, Ciências da Computação, Sistemasde Informação, Matemática e Física. Observa-se quemesmo nestes cursos a resistência dos alunos e as difi-culdades de aprendizagem são muito grandes.

A chegada do Alice, da forma como foi concebido ede acordo com a sua proposta, talvez possibilite umamaior aceitação por parte dos alunos, bem como umamaior penetração nas escolas, no ensino superior, emcarreiras voltadas às Ciências Humanas e Biológicas,como também no ensino infantil, fundamental e médio.

Desta forma, a metodologia proposta para o uso dosoftware Alice no ensino de matemática pode contribuirpara o aumento do interesse e motivação do aluno tantoquanto aos temas relacionados à matemática quanto pelacriação e desenvolvimento de estórias contextualizadas.

A criação de programas no Alice pode permitir aoaluno o desenvolvimento de inúmeras habilidades e com-petências no campo da pesquisa, na leitura e interpreta-ção de textos, na capacidade de análise e síntese dosconteúdos multidisciplinares trabalhados e no desenvol-vimento do raciocínio matemático.

O uso do software Alice pode desenvolver a capaci-dade técnica do aluno e do professor no que se refere àassimilação no uso de ferramentas computacionais.

Para o professor, o processo pode proporcionar umamaior integração com professores de outras disciplinas,devido tanto à questão do trabalho cooperativo quanto ànatureza multidisciplinar dos conteúdos abordados, o quepode resultar em crescimento profissional e pessoal. E,para os alunos, o trabalho em grupo pode propiciar umamaior integração entre eles, respeitando a individualida-de e idéias de cada um, colaborando na construção con-tínua do conhecimento.

Como já mencionado nas seções anteriores, mesmoque o aluno ao se tornar um profissional em sua área deatuação, não tenha necessidade de desenvolver progra-mas de computador, o mais importante foi o processoque ele vivenciou ao aprender a programar, o que possi-bilitou o desenvolvimento do raciocínio lógico-abstratomatemático, bem como outras habilidades e competên-cias gerais, que são hoje em dia muito importantes paraum indivíduo conseguir se inserir no mercado de traba-lho e viver na sociedade.

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REFERÊNCIAS

[1] CHAVES, E.O.C. O Computador na Educação.Educação e Informática: Projeto EDUCOM - Ano I,Fundação Centro Brasileiro de Televisão Educativa, Riode Janeiro, 1985.

[2] CHAVES, E.O.C. O uso dos Computadores emescolas: Fundamentos e Críticas. In: CHAVES, E. O.C.; SETZER, V. W. São Paulo: Editora Sipione, 1988,p5-67.

[3] ALICE. An Educational Software that teaches stu-dents Computer Programming in a 3D Environment.Carnegie Mellon University, Pittsburgh, EUA. Disponí-vel em: http://www.alice.org/. Acesso em: 24 mai. 2010.

[4] ARTIGUE, M. Learning Mathematics in a CASenvironment: The Genesis of a reflexion aboutinstrumentation and the dialectics between technical andconceptual work. International Journal of Computers forMathematical Learning, 2002, 7: 245-274. KluweAcademic Publishers.

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[6] DE VILLERS, M. Approaching geometry theoremsin contexts: from history and epistemology tocognition, a reaction. In: PME, XXI, 1997. p.196-198.

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[8] DANN, W., COOPER, S., PAUSCH, R. Learningto Program with Alice. Second Edition. New Jersey:Prentice Hall, 2009.

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Uma experiência no ensino de computação gráfica emCursos de Ciência e Engenharia da ComputaçãoAn experience in teaching graphics computing forCourses of Science and Computer Engineering

Osvaldo Ramos Tsan Hu1, Edson de Almeida Rego Barros 2, Paulo Alves Garcia 3,Sergio Vicente Denser Pamboukian4 e Lincoln Cesar Zamboni 5

oshu@yahoo.com; edson.barros@mackenzie.br; paulo.garcia@mackenzie.br;sergio.pamboukian@mackenzie.br; lincoln.zamboni@mackenzie.br

1 Osvaldo Ramos Tsan Hu, Professor, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brazil

2 Edson de Almeida Rego Barros, Professor, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

3 Paulo Alves Garcia, Professor, Rua da Consolação, 930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

4 Sergio Vicente Denser Pamboukian, Professor, Rua daConsolação, 930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

5 Lincoln Cesar Zamboni, Professor, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brazil

Abstract

The objective of this article is presenting the teaching methodology of the discipli-nes correlates to Graphics Computing, that is used in Engineering and ComputerScience, also describing the experience of producing, every six months, an animationfestival, with the work produced by students.

Index Terms: Computer Science, Learning, Engineering, Graphics Computing.

INTRODUÇÃO

Disciplinas da grade curricular da UniversidadePresbiteriana Mackenzie (UPM) ligadas à computação,algoritmos e, em especial, computação gráfica, como,por exemplo, Computação Básica e Programação, In-trodução à Ciência da Computação, Expressão Gráficaetc., ministradas nos cursos de Engenharia e de Ciênciada Computação, fundamentam e apóiam tópicos deprocessamento de imagens. Em tal fundamentação eapoio, valem-se, em aulas práticas, dos mais variadossoftwares como, por exemplo, C++ Builder, NetBeans,MATLAB, SolidWorks, AutoCAD, MicroStation,Photoshop, POVRAY etc. Estes softwares permitem oprocessamento de imagem e também possibilitam aosalunos a experiência de sintetizar tais imagens. Por ou-tro lado, a elaboração de animações e videogames nãoé facilitada por tais softwares de uma forma simples edidática.

Uma experiência realizada recentemente [1] mos-trou valores positivos quando da introdução do softwarePOVRAY. Tal software possibilitou a síntese e a gera-ção de imagens estáticas e também de animações. De-tectou-se que a receptividade por parte dos alunos foipositiva.

Os alunos elaboraram animações individuais, algu-mas delas destacando-se pela sua boa qualidade. Con-siderando-se a existência de turmas com aproximada-mente 40 alunos em cada uma, e devido à curiosidadede todos para assistirem as animações dos colegas, foiagendada uma noite para a apresentação de todos ostrabalhos. Após as animações serem apresentadas, co-municando-se a disposição de divulgá-las aos alunos dasáreas específicas, surgiu a idéia de se implementar umevento maior, com a presença de alunos de outros cur-sos além de convidados externos.

Este trabalho descreve a metodologia a ser adotadaem aulas que enfocam computação gráfica, com basena experiência descrita nos parágrafos anteriores. Talmetodologia foi desenvolvida pelos autores e professo-res da UPM e, por diversas conveniências e vantagens,empregada após o Congresso Alice Brazil.

ALICE

Alice é um ambiente de programação 3D inovadorque facilita a criação de uma animação para contar uma

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história, jogar um jogo interativo, ou um vídeo para com-partilhar na web. Alice é uma ferramenta de ensino paraa computação introdutório. Faz uso de gráficos 3D euma interface drag-and-drop facilitando o primeirocontato em programação [2].

Alice também é uma ferramenta de ensino, concebi-da com uma abordagem inovadora para o ensino eaprendizado de conceitos introdutórios de programação.Recursos didáticos para apoiar alunos e professoresforam desenvolvidos com o uso desta nova abordagem.Em tais recursos encontramos livros, aulas, programasde exemplo, bancos de dados para ensaios etc. Outrosrecursos foram desenvolvidos por autores que se inte-graram aos esforços de criação [2].

Alice tem algumas características interessantes parao seu uso nas turmas dos cursos de disciplinas ligadas àcomputação, algoritmos e computação gráfica. A pri-meira é o fato de ser um programa gratuito. Ele podeser baixado no site www.alice.org. A segunda caracte-rística é o fato de o programa ter uma excelente interfacecom o usuário sendo possível arrastar e soltar objetosem ambiente gráfico. Os objetos são modelados e colo-cados em ação através da programação com o uso demódulos estruturais que valorizam o ensino de lingua-gem de programação. Alguns dos nossos alunos se an-teciparam nesta empreitada, sem nenhum resultado prá-tico, até o presente momento.

METODOLOGIA DE ENSINO

Ensinar uma linguagem nova demanda esforço e tem-po em laboratório. É mais útil combinar esforços emaulas teóricas com as de laboratório e deixar certa quan-tidade de atividades para que os alunos desenvolvamcomo tarefas domiciliares. Considerando tarefas domi-ciliares, a carga horária total das aulas de laboratóriopode, assim, ser reduzida ou utilizada para uma experi-mentação mais eficiente.

Numa metodologia tradicional de ensino de lingua-gem de programação, ensinam-se comandos com o usode uma política de compreensão de suas ações. Devidoà falta de tempo na grade curricular, recomenda-se ouso de uma estratégia que nós denominamos “Estudode casos de programação”.

Inicialmente as aulas são divididas da seguinte ma-neira:

• Aula 01 – Apresentação geral da disciplina:

visita ao laboratório;

regras do trabalho;

apresentação alguns trabalhos anteriores no Alice.

• Aula 02 – Alice:

introdução ao programa;

visita ao site do Alice na internet;

primeira imagem a ser desenvolvida pelos alunos;

sistemas de referencia;

fundamentos de câmera e posicionamento;

fontes de luz;

objetos;

• Aula 03 – Básicas:

plano; esfera; ovo; paralelepípedo; cilindro; cone;toro; prisma; superfície de revolução;

• Aula 04 – Transformações:

outros elementos geométricos e texto; transforma-ções: translação, rotação, reflexão e escala;

• Aula 05 – Desenvolvimento de Animações:

arquivos; montagem de uma animação; inicio doprojeto;

• Aula 06 - Geometria Sólida Construtiva:

união; diferença; intersecção; inversão;

• Aula 07 – Texturas:

texturas; pigmentação;

• Aula 08 – Comandos de controle e repetição:

transformação linear; transformação circular.

• Aula 09 – Outros tópicos:

acabamentos; polígonos; efeitos especiais; funçõesmatemáticas; análise de animação;

• Aula 10 – Mapeamento de texturas:

mapeamento de figuras nos objetos;

• Aula 11 – Montagem e Som:

sonoplastia;

• Aulas 12 a 16 – Projeto:

esclarecimento de duvidas e complementação do de-senvolvimento do projeto de animação em laboratório.

Para as aulas de número 02 a 11 foi elaborado umconjunto com oito a dez programas fontes para cada aula,com grau de dificuldade crescente. Cada fonte versa so-bre um ou mais tema previsto para a aula. Os alunos

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trabalharão cada fonte para observar o resultado; abrirãocada arquivo e o professor explicará cada comando utili-zado, convidando os alunos para que alterem os coman-dos e observem os novos resultados. Após cada rodada oprofessor passa para o próximo arquivo fonte e o ciclo serepete. Os alunos são convidados a utilizar parte dos co-mandos alterados no início de seus projetos.

REQUISITOS DA ANIMAÇÃO

Durante o curso, o seguinte desafio é proposto aosalunos: a elaboração de uma animação, utilizando o pro-grama Alice. Esta animação vale o equivalente a 80%da nota da disciplina.

As animações, a serem elaboradas pelos alunos, de-vem ter os seguintes requisitos mínimos:

• a animação deve ter pelo menos 35 segundos. Oscincos segundos iniciais devem ser utilizados paraapresentar o titulo do trabalho, autor e créditos;

• taxa de 15 quadros por segundo. Valores menorespoderiam causar desconforto aos expectadores, evalores maiores demandariam um esforço compu-tacional proporcionalmente maior, sem um ganhoexpressivo na qualidade da animação;

• o tamanho mínimo dos quadros deve ser 640 x 480pixels;

• deverá ser introduzida uma trilha sonora condizen-te com o filme;

• deverão ser entregues todos os arquivos em umarquivo comprimido com o nome do aluno.

A UPM utiliza duas avaliações bimestrais e uma pro-va final com todo o conteúdo da disciplina. Será utiliza-do o seguinte critério de avaliação: os alunos devementregar para a primeira avaliação, uma animação pre-liminar no Alice, não sendo necessário cumprirem-setodos os requisitos, porém, a animação deve estar fun-cionalmente concluída. Para a segunda avaliação, todosos requisitos devem ser cumpridos.

Os critérios de avaliação utilizados serão:

• qualidade da animação:

qualidade do vídeo 1,0

qualidade da trilha sonora 1,0

• documentação:

fontes 1,0

nomenclatura 1,0

• atendimento dos requisitos 2,0

0,5 ponto a menos para cada item não atendido

• originalidade:

modelos simples ou baixados

da internet 0,0

um item complexo modelado

pelo aluno 1,0

vários itens complexos

modelados pelo aluno 2,0

• complexidade da animação

cena única 0,5

duas cenas 1,0

várias cenas 2,0

ANIMA MUNDI

Estima-se que um bom trabalho, ao término do se-mestre, demandará cerca de 80 a 120 horas para o seudesenvolvimento.

Estima-se também que de 50 animações serão de-senvolvidas pelos alunos durante o semestre. Algumasdestas animações, com o apoio da Escola de Engenha-ria serão ao ANIMA MUNDI® [3] e outras divulgadasno YouTube®.

TRABALHOS FUTUROS

Decorrente da experiência com contatos desenvolvi-dos pela Escola de Engenharia junto à universidade ame-ricana Carnegie Mellon, e pelo fato de alguns docentesda Escola participarem ativamente do processo de utili-zação do Alice junto à mesma, discutir-se-á a introduçãodo mesmo para as atividades de computação gráfica.

A plataforma do software do Alice, além de ser defácil uso, também é freeware. O software Alice tem sidodesenvolvido por Dennis Cosgrov desde o início dos anos1990, como parte do grupo de pesquisas do professorRandy Pausch, que faleceu em 2008 [4]. Atualmente, ogrupo de pesquisas do Alice é liderado pela professoraWanda Dann, a qual tem coordenado os trabalhos de pes-quisa junto a diversos professores e voluntários em todo omundo, bem como publicado material de divulgação so-bre a metodologia [5].

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REFERÊNCIAS

[1] UNISANTANNA. <http://www.unisantanna.br/site/>. Acesso em 13/09/2009.

[2] ALICE. Alice. < http://www.alice.org/>. Acessoem 1/05/2010.

[3] ANIMAMUNDI. ANIMAMUNDI. <http://www.animamundi. com.br/>. Acesso em 13/09/2009.

[4] PAUSCH, R. A lição final, Agir. 1. ed. 2008.

[5] DAN, W.; COOPER, S; PAUSCH, R. Learning toProgram with Alice. Brief edition, Prentice Hall. 2007.

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Geração de objetos gráficos3D-Studio Max

Raphael de Oliveira Cardoso1, Renato Oliveira de Pinho2,Dennis Floripes Becker3 e Edson de Almeida Rego Barros4

msrapha357@gmail.com; reolipin@terra.com.br;dennis.fb@gmail.com.br; edson.barros@mackenzie.br

1 Raphael de Oliveira Cardoso, Estudante, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

2 Renato Oliveira de Pinho, Estudante, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brazil

3 Dennis Floripes Becker, Estudante, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brazil

4 Edson de Almeida Rego Barros, Professor, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

Abstract

The use of Virtual Reality (VR) has been helping software engineering applications.The use of visualization techniques and Virtual Reality (VR) helps a lot of engineeringapplications, when applied to scientific it research can become a technology tosimulate the manipulation of concepts and research in some points. In fact, anincreasing number of people need to create some object to use in their Virtual Reality.These objects can be 2-D or 3-D, in this project the goal is to give all the tools andtips for those who need an object graph and export it to another software. In thisproject we use Alice as a receiver of this program’s object created in 3D StudioMax. This objet was created in Adobe Swatch Exchange (ASE).

Index Terms: 3D Modeling, 3D Studio Max, Alice, Virtual Reality (VR).

INTRODUÇÃO

Uma das metas que o grupo de pesquisas Computa-ção para Engenharia, do diretório de Grupos de Pesqui-sas CNPq, em sua linha relacionada à Realidade Virtual[1], assumiu junto ao Projeto Alice Brasil [2] consistena criação de uma biblioteca de componentes gráficosbrasileiros para serem usados no software Alice.

A criação de objetos gráficos tridimensionais implicaobrigatoriamente no domínio de ferramenta de softwarecapaz de modelagem.

Com este artigo espera-se, de uma forma sucinta,explicar a utilização do software 3D Studio Max (3DSMAX) no processo de criação de um arquivo formatoAdobe Swatch Exchange (ASE), que se trata de umobjeto gráfico que pode ser utilizado no software Alice.

MODELAGEM

Por modelagem entende-se a capacidade de repro-duzir, em ambiente de Realidade Virtual, componentesgráficos similares aos existentes no mundo real. Destaforma, através do software 3DS MAX é possível mo-delar vários tipos de malha tridimensional que poderá setornar um objeto apto a ser importada pelo softwareAlice.

Tais objetos servem para facilitar a aprendizagem eentendimento dos conceitos como o uso de classe, obje-tos e métodos na programação.

Neste artigo que funciona como um tutorial se apre-senta as etapas da criação de um modelo de uma an-tena de Televisão (TV), por meio do software 3DSMAX.

A escolha de uma antena de TV para este exemploocorreu pela facilidade de reprodução de seus movi-mentos, articulação e detalhamento de área, além dofato de se encontrar diversas especificações sobre amesma.

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GERANDO A BASE

A modelagem se inicia com a criação de uma basepara a antena de TV, que tem a função de manter aestabilidade da antena e evitar a sua queda.

Para a base é necessário criar um cilindro de 20 uni-dades de raio e 8 unidades de altura, conforme mostra-do na Figura1.

ção do processo de modelagem, adicionando ou retiran-do mais lados, faces e outros detalhes.

Ainda relacionado à base, posteriormente transfor-ma-se o cilindro em um polígono, sendo que para istobasta clicar com o botão direto do mouse em cima doobjeto, dentro da paleta que se abre, escolhe-se a op-ção “Convert To” e depois se seleciona a opção“Convert To Editable Poly”, este caminho é indicadona Figura 3.

Figura 1: Cilindro inicial da base da antena.

Pressionando-se a tecla F4 o software mostrar asarestas das figuras visíveis, conforme apresentado naFigura 2.

Figura 2: Cilindro com suas arestas sendo exibidas.

Pode-se verificar a existência de cinco segmentosna altura do cilindro, além do fato que sua circunferên-cia tenha sido gerada por dezoito faces. Tais caracterís-ticas podem ser observadas dentro da paleta deparâmetros (“Parameters”), na qual são encontradostodos os dados do objeto selecionado.

No início do processo de criação de objetos utilizam-se algumas formas primitivas tais como caixas, esferase cilindros. O que diferenciam um dos outros é a carac-terização dos seus parâmetros, isto ocorre para facilita-

Figura 3: Caminho para criar um polígono.

Na seqüência, ao selecionar-se o menu “Modify”,pode ser observado que foram abertas diversas opçõesde edições, como por exemplo vértices, arestas e faces,que são as mais utilizadas.

No próximo item seleciona-se a opção “Vetex”, sen-do necessário voltar para a visão front do 3DS MAX,sendo selecionadas as duas primeiras e as duas últimaslinhas de vértices do objeto. Para isso clica-se paraselecionar as duas primeiras linhas de vértices e depoissegurando o botão “Ctrl” seleciona-se as duas ultimaslinhas de vértices, indicado na Figura 4.

Figura 4: Vértices dos objetos selecionados.

Com o auxilio da ferramenta “Scale” pode-se redu-zir o tamanho dessas formas selecionadas. Essa ferra-

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menta se encontra no menu superior a área de visão doobjeto, cujo resultado é indicado na Figura 5.

Utiliza-se a ferramenta “Inset” para reduzir o raioda face superior de nossa base até o tamanho do supor-te, indicado na Figura 8.

Figura 5: Resultado da mudança de escala de alguns

vértices.

Este processo será repetido, porém dessa vez so-mente na primeira e ultima linha de vértice, resultandona Figura 6.

Figura 6: Resultado final da Base da Antena.

GERANDO O SUPORTE

Com a finalização da base só falta o suporte para pren-der a antena na base e as antenas, sendo assim prosse-gue-se com o suporte. Para criá-lo basta clicar na opção“Polygon” dentro do menu “Modify”, em seguida sele-cionar o polígono superior da base, indicado na Figura 7.

.

Figura 7: Polígono superior da Base da Antena.

Figura 8: Raio do suporte da Base da Antena.

Em seguida utiliza-se a ferramenta “Extrude” paracriar (extrusão) uma coluna de sustentação para a an-tena, apresentado na Figura 9.

Figura 9: Coluna de sustentação Base da Antena.

CRIANDO A ANTENA

Primeiro necessita-se sair do menu “Modify” e irpara a o menu “Create”, e dentro deste se pode criaruma figura chamada “Torus” na visão “Front” do ta-manho de 30 unidades para “raio1” e 1 unidade para“raio2”, indicado na Figura 10.

Figura 10: Antena criada através da base.

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Continuando na visão “Front”, move-se o “Torus”para que ele fique com o seu centro alinhado com abase, para isso utiliza-se a ferramenta “Move” em“Select”, no menu superior do 3DS MAX, até se obtero resultado observado na Figura 11.

Repete-se o comando de extrusão da calota desta es-fera para se criar uma haste da antena. Utilizando a ferra-menta “Extrude”, obtem-se o resultado da Figura 13.

Figura 11: Base e a Antena Principal centralizada.

CRIANDO DUAS ANTENASCOMPLEMENTARES

Basta criar em qualquer lugar da tela do 3DS MAX,exceto em cima dos objetos já existentes, uma pequenaesfera de raio 2 unidades.

Tendo a esfera criada, agora em seus parâmetros énecessário alterar o número de segmentos para 16.

Em seguida é suficiente selecionar a Esfera e trans-formá-la em um polígono exatamente como já foi apre-sentado anteriormente com o cilindro.

Utilizando a ferramenta de visualização zoom do 3DSMAX, pode-se aumentar a Esfera.

Navegando-se novamente no menu “Modify”, sele-ciona-se a opção “Polygon” e, em seguida, os polígonosda calota superior da pequena esfera, como ilustrado naFigura 12.

Figura 12: Polígonos da esfera selecionados.

Figura 13: Antena criada através de uma esfera.

Basta sair da opção “Polygon” dentro do menu“Modify” e posicionar a antena no lugar apropriado emrelação ao suporte, para isso é mais viável utilizar a fer-ramenta “Select and Move” dentro da vista Front do3DS MAX, observado na Figura 14.

Figura 14: Antena na posição correta.

Para finalizar, falta apenas uma outra antena, paraisso utiliza-se a ferramenta de cópia, seguindo o seguin-te processo: ativa-se a ferramenta “Select and Move”,aperta-se o botão “Shift” do teclado e clica-se e arras-ta-se a figura para o lado. Isso criará uma cópia do ob-jeto “antena”.

Quando a cópia estiver no local ideal, clica-se em“OK” na caixa de dialogo “Clone Options” que a novaantena aparecerá.

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Figura 15: Antena modelada.

CONCLUSÃO

Por se tratar de um processo construtivo em am-biente virtual, a geração de objetos gráficos é um cam-po aberto a criatividade e a inovação, constituindo-seem uma área fértil para trabalhos científicos de diver-sas naturezas.

O processo de modelagem, apresentado neste arti-go, foi desenvolvido por uma das ferramentas de mode-

lagem existentes no mercado (3DS MAX), sendo pas-sível de revisão e/ou comparação junto a outrosmodeladores gráficos.

Com o domínio dessa habilidade, o grupo de pesqui-sas Computação para Engenharia da UniversidadePresbiteriana Mackenzie pode começar a planejar asatividades da confecção de uma biblioteca gráfica deobjetos didáticos brasileiros. Esta meta se torna tão ou-sada quanto interessante para ser disponibilizada na pá-gina web do Projeto Alice [3].

REFERÊNCIAS

[1] ALICE FOUNDATION, Importing models intoAlice, Disponível em: <http://www.alice.org/ase_import/ase_import.html>, Acesso em: 25/04/2010, 1996.

[2] LINK DO GRUPO DE PESQUISA: http://dgp.cnpq.br/buscaoperacional/detalhegrupo.jsp?grupo=05141032 CJTNX4 , acesso em 02/11/2010

[3] PÁGINA DO ALICE BRASIL: http://www.alicebrasil. com.br, acesso em 20/10/2010.

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45

Importação de um objetode extensão „ASE‰ no Software ALICE

Renato Oliveira de Pinho1, Dennis Floripes Becker2,Raphael de Oliveira Cardoso3 e Edson de Almeida Rego Barros4

reolipin@terra.com.br; dennis.fb@gmail.com;msrapha@hotmail.com; edson.barros@mackenzie.br

Abstract

Some people use the software Alice to develop word, either to academic or pleasure.The big problem is that despite his library contains many objects, is limited and thatlimits users to not use some ideas for failure to object. In this project the goal is helpall users of software Alice to import some object create for him and helps with sometrouble that he might find while trying to make this. That object can be use whichsimulates and make some action in your subpart.

Index Terms: Alice, Import ASE file.

INTRODUÇÃO

Uma das metas que o grupo de pesquisas Computa-ção para Engenharia, do diretório de Grupos de Pesqui-sas CNPq, em sua linha relacionada à Realidade Virtual[1], assumiu junto ao Projeto Alice Brasil [2] consistena criação de uma biblioteca de componentes gráficosbrasileiros para serem usados no software Alice.

A criação de objetos gráficos tridimensionais podeser feita por meio de ferramenta de software capaz demodelagem, tema abordado em artigo anterior [3].

Com este artigo espera-se de uma forma sucintaexplicar a importação de um objeto de extensão AdobeSwatch Exchange (ASE) pelo software Alice versão2.2, pois essa versão suporta importação desse tipo dedado. Este procedimento foi necessário e aprendidodurante a realização de um Trabalho de GraduaçãoInterdisciplinar (TGI) da Escola de Engenharia da Uni-versidade Presbiteriana Mackenzie: “Realidade Virtual

1 Renato Oliveira de Pinho, Estudante, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brazil

2 Dennis Floripes Becker, Estudante, Rua da Consolação, 930,01302-907, São Paulo, SP, Brazil

3 Raphael de Oliveira Cardoso, Estudante, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

4 Edson de Almeida Rego Barros, Professor, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

Aplicada a um Problema de Eletromagnetismo Estu-dado no Curso de Engenharia Elétrica” [4], realiza-do pelos autores deste artigo, Renato e Dennis, com aorientação do Professor Edson e o apoio do acadêmicoRaphael.

Os resultados dessa atividade foram apresentadosdurante o Congresso Alice Brasil 2010.

IMPORTAÇÃO DO ARQUIVO

Apresentação

A busca de um procedimento novo nem sempre éfácil, especialmente quando há literatura técnica limita-da. Na primeira tentativa de fazer a importação, ocor-reram inúmeros problemas, além de não se obter suces-so em importar o arquivo devido à falta de conhecimen-tos relacionados a este assunto. Após a disponibilidadede artigo específico [5] sobre o tema, divulgado pelosdesenvolvedores do software Alice, na CarnegieMellon University, os primeiros resultados foram al-cançados e o know-how foi assimilado.

Problemas e Soluções

Para importação de um arquivo desenvolvido no 3DStudio Max para dentro do software Alice, inúmeros

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problemas precisaram ser solucionados, que inviabili-zavam a disponibilidade dos objetos modelados dentrodo ambiente.

Entre as dificuldades que tiveram que ser soluciona-das, destacava-se a ocorrência de erros nas texturasdos elementos, que durante a importação do arquivo comextensão ASE, o software Alice gerava diversas matri-zes de texturas e de objetos. Essas matrizes se trans-formaram em sub-objetos com o mesmo nome do ar-quivo importado, que fazia parte da estrutura do objetoprincipal. Esses novos objetos necessitavam de nomesdiferentes do principal para que o processo de importa-ção ocorresse sem erros. Foram necessários re-nomearalgumas centenas de arquivos de texturas, além de serpreciso a abertura do arquivo ASE em um editor parare-nomear cada matriz de elementos e monitorar ade-quadamente este funcionamento. Na Figura 1, algumas

dessas texturas são mostradas, no objeto importado de-nominado “Poste”, criado pelo software Alice.

Este procedimento com sub-objetos e texturas ocor-re para dar maiores possibilidades ao usuário dosoftware, por exemplo, de movimentar algumas partesdo “Poste” através de efeitos de animação.

Após a importação do objeto “Poste” notou-se queo software Alice ficou com a sua execução muito len-ta, pois como efeito colateral a quantidade de polígonosutilizados na modelagem do mesmo sobrecarregou oambiente.

Ao consultar o uso da memória descobriu-se que oprograma consumia mais que um Gigabyte de memóriaRAM. Para solucionar este problema foram necessá-rios alguns procedimentos: refazer o objeto utilizandoformas geométricas e texturas baseadas em cores jáexistentes e otimizadas no 3D Studio Max, evitar o usode imagens originalmente empregadas, além de se bus-car uma substancial redução da quantidade de polígonosutilizados e, conseqüentemente, no objeto “Poste”. Esteprocedimento reduziu em mais de noventa por cento oconsumo de memória.

Importação do objeto

Para a importação de objetos no software Alice énecessário selecionar no menu “File” a alternativa“Import”, como apresentado na Figura 2.

Figura 1: Mapa de

texturas do objeto

(poste) criado pelo

Alice. Figura 2: Menu de importação no Alice.

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Após acionado o comando, o software irá abrir umanova janela como a apresentada na Figura 3, e nesta épossível ocorrer a seleção do objeto gerado no 3D StudioMax, disponibilizando o mesmo para emprego dentro doambiente.

Feito isso, o objeto será importado, porém suavisualização poderá não ser perfeita.

Para solucionar este eventual problema de visua-lização, basta clicar no objeto importado e depois selecio-nar “Camera get a good look at this”, o resultadoserá parecido com o da Figura 4.

Após a importação, o ideal é encontrar o melhor ân-gulo, que apresente uma visão adequada da cena e se-guir o uso como se o objeto fosse obtido dentro da biblio-teca do software Alice. A Figura 5 mostra um ânguloadequado para o objeto apresentado neste estudo.

Diferente da Figura 4, para trabalhar com a câmerade uma forma mais rápida e eficiente, a figura 5 estámais simplificada, sem a textura dos postes de madeira.A intenção é deixar a visualização mais limpa, com uma

CONCLUSÃO

Figura 4: Objeto com o melhor ângulo de visualização no

Alice.

cor branca indicando o concreto. Esse processo estéti-co, além de deixar o “Poste” com uma aparência maisusual, reduziu ainda mais o tamanho do mesmo parautilização da memória.

Figura 3: Tela de seleção do arquivo a ser importado no Alice.

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Embora a criação de objetos gráficos, e a respectivaimportação dos mesmos, para serem utilizados no am-biente do software Alice seja uma das metas do nossogrupo de pesquisa, trata-se de uma habilidade não pre-vista pelos programadores originais do software.

Ancorada em tal possibilidade encontram-se: a opor-tunidade da geração de uma biblioteca de componentesbrasileiros para serem disponibilizados na web, a capa-

Figura 5: visualização mais limpa do objeto de estudo.

cidade da construção de componentes sob encomendapara projetos com maior grau de complexidade, além demuitas outras flexibilidades.

Com o domínio deste know-how pode-se agora desig-nar tarefas para de estudantes e pesquisadores nos próxi-mos anos, com o objetivo de aglutinar novos esforços emmais algumas metas do nosso grupo de pesquisas.

REFERÊNCIAS

[1] LINK DO GRUPO DE PESQUISA: http://dgp.cnpq.br/buscaoperacional/detalhegrupo.jsp?grupo=05141032CJTNX4, acesso em 02/11/2010

[2] PÁGINA DO ALICE BRASIL: http://www.alicebrasil.com.br, acesso em 20/10/2010.

[3] ARTIGO: Geração de objetos gráficos 3D-StudioMax. (apresentado no mesmo Congresso, elaboradopelos mesmos autores).

[4] TGI: Realidade Virtual Aplicada a um Problemade Eletromagnetismo Estudado no Curso de Enge-nharia Elétrica

[5] ALICE FOUNDATION, Importing models intoAlice, Disponível em: <http://www.alice.org/ase_import/ase_import.html>, Acesso em: 25/04/2010, 1996.

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Proposta de uso do Software ALICE paraEnsino de Crianças com Síndrome de Down

Robson Alves Ribeiro1, Sidney Aparecido Somera Junior2,Stella Maris Pompeo Batista 3 e Osvaldo Ramos Tsan Hu 4

rob_inho@terra.com.br; sidneysomera@uol.com.br;stella.pompeo@ig.com.br; oshu@yahoo.com

Resumo

As pessoas portadoras de Síndrome de Down têm dificuldades de adaptar-se ao mundoreal devido as suas limitações de aprendizagem. O objetivo deste trabalho é propor acriação de um protótipo que auxilie essas pessoas no desenvolvimento de habilidades paraa obtenção de uma maior interatividade na Sociedade. O protótipo pode ser construídocom o Software Alice, que simulará um ambiente real através de um ambiente virtualonde vivenciarão situações cotidianas, como a identificação das partes do corpo, da dife-rença entre objetos, cores e até mesmo da utilidade das diferentes coisas do mundo. Oambiente virtual interage diretamente com o usuário através da manipulação e visualização,assim o usuário terá a imersão em situações como se estivesse no mundo real, mas deforma descontraída e até mesmo divertida. O software Alice, apesar de não ser conheci-do e nem utilizado no Brasil, é uma excelente ferramenta para a criação do mundo virtualporque além de proporcionar fácil manuseio, também permite a utilização de objetos desua própria biblioteca e a busca de outras disponíveis na Internet.

Palavras-chaves: Realidade Virtual, Alice, Alice Brasil, Síndrome de Down.

INTRODUÇÃO

A Realidade Virtual pode ser sucintamente definidacomo a interface do usuário com o computador, utilizan-do ou não recursos tridimensionais para esta interação,manipulação e visualização do ambiente, proporcionan-do uma viagem multisensorial, sendo possível ver, ouvir,sentir e acionar o que desejar. E vivenciar a realidadeem um ambiente virtual, com uma alta imersão. A ela-boração de um sistema de Realidade Virtual, nos seusprimórdios, envolvia geralmente dispositivos pouco con-vencionais de E/S, computadores de alto desempenho(mainframes) e com alta capacidade gráfica. Na déca-da de 90, com o avanço tecnológico, surgiu a RealidadeAumentada, que utilizando equipamentos de custo maisacessível e com interações mais naturais, sem todo aque-le aparato no uso de capacetes ou cabine, passou a serusado em outros ambientes que não os profissionais eacadêmicos. A Realidade Virtual vem sendo amplamenteutilizada nas mais diversas áreas, podendo ser um ins-

trumento de entretenimento ou ser aplicado nas áreaseducacional, farmacêutica, construção civil, venda emarketing, planejamento e manutenção, simulação e trei-namento e outros.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma revi-são sobre Realidade Virtual e uma proposta de utiliza-ção na educação de crianças com Síndrome de Down.

HISTÓRICO

A Realidade Virtual começou na indústria de simula-ção, com os simuladores de vôo que a força aérea dosEstados Unidos passou a construir logo após a SegundaGuerra Mundial [1].

As primeiras pesquisas sobre Realidade Virtual surgi-ram na Philco em 1958, que desenvolveu um par de câmerase um capacete com monitores que permitia a quem usasseum sentimento de presença num ambiente virtual [2]. Pos-

50

teriormente, esse equipamento passou a se chamar head-mounted display, ou simplesmente HMD [3].

Alguns anos depois, por volta de 1965, IvanSutherland, apresentou a idéia de desenhar objetos dire-tamente na tela do computador por meio de uma canetaótica, marcando o início da Computação Gráfica.Sutherland desenvolveu o primeiro vídeo-capacete to-talmente funcional para gráficos de computador no pro-jeto The Ultimate Display. Esse vídeo-capacete per-mitia ao usuário observar, movimentando a cabeça, osdiferentes lados de um cubo [4] [5].

Mas o avanço na Realidade Virtual veio com oSENSORAMA, uma espécie de cabine que combinavafilme 3D, com som estereofônico, vibrações mecânicas,aromas e ar movimentado por ventiladores, proporcio-nando uma viagem multisensorial [6], e foi patenteadopor Morton Heilig em 1962. Existia uma versão do equi-pamento com dispositivos de visão estereoscópica (visãotridimensional).

O simulador conhecido como Super Cockpti foi apre-sentado por Thomas Furness em 1982, para a força aéreaNorte Americana, e usava computadores e vídeos capa-cetes para representar o espaço tridimensional de umacabine de avião, onde o piloto aprendia a voar e lutar, semdecolar verdadeiramente. O VCASS (Visually CoupledAirborne Systems Simulator) possuía alta qualidade naresolução de imagens, no entanto, o custo era muito alto,sendo de milhões de dólares somente para o capacete [7].

ALICE BRASIL

O evento Alice Brasil 2010 foi realizado em 02 e 03de março de 2010, na Universidade PresbiterianaMackenzie, com a pretensão de disseminar o uso daferramenta ALICE, que não é utilizada atualmente noBrasil, apesar de ser usada em mais que 20% das esco-las Norte Americanas, para o ensino da computação.

A organização desse congresso reuniu alunos, pro-fessores, profissionais e cientistas para a divulgação destaferramenta, contando com diversas entidades de ensinoe pesquisa como parceiras para o evento.

CONCEITOS

Realidade Virtual

É a interação de pessoas com um ambiente simula-do, envolvendo todas as sensações, ações e reações,

observando um mundo tridimensional com seis graus deliberdade. Podemos dizer que a realidade virtual é a jun-ção de três idéias: imersão, interação e envolvimento.

Realidade Virtual Imersiva

Está totalmente imerso no ambiente virtual, ou seja,isolar o usuário por completo do mundo real. Para issodevem ser utilizados dispositivos específicos como: ca-pacetes de visualização, luvas, projeções em cavernasvirtuais.

Realidade Virtual Não-Imersiva

O usuário não se separa do mundo real, ou seja, eletem acesso ao ambiente virtual sem se isolar do mundoreal, utilizando monitores, teclado e mouse, para ter umavisualização virtual. No entanto ele não tem a imersão.

Realidade Aumentada

São utilizados sistemas que geram imagens que sesobrepõem ao mundo real.

Isso acontece com a interação de uma cena vistapelo usuário e de uma cena criada pelo computador comrealidade virtual, e as imagens virtuais e reais se sobre-põem, aumentando a quantidade de informações que ousuário obtém da cena.

Realidade Melhorada

Realidade Melhorada é uma forma intermediáriaentre o mundo real e o mundo virtual, ou seja, gera umaforma melhorada do ambiente virtual fazendo com quese torne próximo ao real.

Software Alice

Alice é uma ferramenta que possibilita a criação deum mundo tridimensional, composto por objetos gráfi-cos que podem se movimentar e mudar de cor, emitirsons e obter reações, usando como interface com o usuá-rio o mouse do computador ou o teclado. [8]

A facilidade encontrada no Alice, é que podemos usarobjetos de sua biblioteca ou utilizar outros objetos forne-cidos gratuitamente pela internet.

As configurações necessárias mínimas para a cria-ção do mundo virtual no Alice são:

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••••• Sistema operacional: Windows ME, Windows2000, Windows XP, Windows Vista ou Windows 7;

• Hardware recomendado: Pentium 1.0 GHz ousuperior, placa de vídeo 3D 16 MB, resolução de1024x768 e 256 MB de RAM.

As versões do software Alice são o Alice 3 Beta,que é uma versão em fase de teste e o Alice 2.2, eambas se encontram disponíveis para downloads no sitehttp://www.alice.org.

A interface do Alice 2.2 possui cinco áreas princi-pais:

• World Window: Permite ao usuário escolher omodo de visualizar o mundo virtual (câmera, light eground);

• World Área: Informações detalhadas sobre aspropriedades dos objetos que fazem parte do mun-do virtual;

• Events Área: Criar os eventos que darão movi-mentos aos objetos, possibilitando que eles interajamentre si e com o usuário;

• Object Gallery: Lista de objetos que podem serincorporados no mundo que está sendo criado;

• Editor Área: Possibilita criar os objetos do Alice,permitindo que se movimentem ou emitam sons,ou até interajam com outros objetos.

PROPOSTA DE APLICAÇÃO

Síndrome de Down

Na Cultura da Grécia, em especial na espartana, osindivíduos com esta síndrome não eram aceitos pela socie-dade. Acreditava-se que os portadores desta deficiênciavinham da união entre uma mulher e o demônio. [9]

Infelizmente ainda nos dias de hoje é confundido comdeficiência mental, mas a Síndrome de Down é decor-rente de um erro genético presente desde o início dagestação (Figura 1).

Apesar de poderem realizar atividades diárias comoqualquer pessoa normal, existe uma limitação quanto asua aprendizagem. Por isso temos a proposta da elabo-ração, desenvolvimento e utilização do programa “Ali-ce”, na criação de ambientes virtuais. Para auxiliar osportadores desta síndrome a desenvolver habilidades eobter maior interatividade com a sociedade.

A finalidade é que essas pessoas possam se adaptarmelhor com o ambiente real em que vivem, aprendendoa superar dificuldades e não cometer erros que possamser prejudiciais a sua saúde e a de outros.

PROPOSTA

Esta pesquisa utilizando o software Alice, foi basea-da na pesquisa feita por Ribeiro [10], que implementoua Realidade Virtual para os portadores da Síndrome deDown, utilizando OpenGL para a interação com os ob-jetos virtuais, com programação DELPHI. Lembrandoque esta pesquisa tem por objetivo a aprendizagem dosportadores da Síndrome e interação com a sociedade, enão como cura, até porque se trata de uma deficiênciagenética (Figura 2).

Figura 1: Criançaportadora de

Síndrome de Down.

Figura 2: Protótipo deambientes virtuais no

programa Alice.

Identificar as diferentes partes do corpo e suasfunções correspondentes

A identificação das partes do corpo esta compostaentre as dificuldades que os portadores de Síndrome deDown possuem.

Este projeto consiste em:

• Na tela seria apresentado um corpo humano, sen-do correspondente a idade da pessoa que esta sen-do tratada.

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• O portador, utilizando o ambiente virtual poderiautilizar a mão em uma tela touch screen.

• A cada parte do corpo que for tocada, será apre-sentado o nome por texto e áudio.

• O próximo passo seria mostrar cenas onde existea participação desta parte do corpo que esta sendoapresentada.Ex. Caso o portador toque na perna direita, na telaseria escrito o nome “perna direita” em seguidaseria pronunciado por voz gravada “perna direita”.Em seguida seria mostrado este corpo fazendomovimentos com a perna selecionada, como jogan-do bola, correndo, pulando, fazendo exercícios,andando.

Após isso o corpo seria apresentado por completona tela e o portador poderia selecionar uma nova parte(mão, braço, cabeça, peito) para saber seu significado,pronuncia e funcionalidade.

Identificar situações perigosas a saúde física

Esta fase consiste em apresentar ao portador situa-ções do dia a dia que possam causar perigo a sua saúdefísica.

Crianças especiais com Síndrome de Down não de-senvolvem estratégias espontâneas e este fato deve serconsiderado em um processo de aprendizagem, já queem tudo terá dificuldades de encontrar soluções sozinhas.

• Apresentar algumas cenas, e entre elas colocaruma que seja uma situação perigosa.

• O portador ira assistir e após isso apresentara qualsituação é perigosa.

• Escolhendo a certa é apresentado um som deaplausos como motivação de acerto, caso contrá-rio será dado uma nova chance.

• Ex. O sistema apresenta 4 (quatro) situações:

1. Uma criança chega perto do fogão com uma pa-nela em cima e coloca a mão na panela.

2. Uma criança brincando com uma bola.

3. Uma criança andando de bicicleta.

4. Uma criança assistindo televisão

Destas situações a criança deve escolher a que éperigosa.

Identificação e diferença de objetos e cores / co-ordenação motora

Na primeira fase:

• Mostrar diferentes formas geométricas e o localonde elas devem ser encaixadas.

• Com o mouse ou utilizando uma tela com funçõestouch screen o portador devera encaixar a peçano local correto emitindo um som de aprovação.

• Caso esteja errado será emitido um som de aten-ção.

• Na segunda fase:

• O processo inicial seria o mesmo, porém ao térmi-no do encaixe, na tela apareceriam nomes das co-res de cada objeto, que deveriam cada um ser liga-do aos nomes de suas respectivas cores.

Saber diferenciar gênero masculino ou femininode um grupo de pessoas

Reconhecer a importância da vida em grupo saben-do distinguir seus elementos.

• Apresentar imagens de pessoas:

• Crianças, Adultos e Idosos.

• O portador deve diferenciar o sexo de cada um.

• Pode-se comparar com familiares e amigos.

Reconhecer a utilidade das diferentes coisas domundo

É necessário para o portador conhecer as diferentescoisas que existem no mundo, suas utilidades e funcio-nalidades.

• Apresentar objetos na tela.

• O portador pode escolher o objeto com o mouseou tocando na tela.

• É apresentada uma cena com a funcionalidade doobjeto.

• Podem-se criar cenas com os perigos que esseobjeto oferece e suas facilidades.

• Ex. uma faca.

Apresenta a cena que ela é útil para cortar objetos,mas pode ser perigoso quando mal utilizada.

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CONCLUSÃO

A realidade virtual hoje já é utilizada para fins queajudam o ser humano em diversas áreas. Com todas asferramentas que são disponibilizadas, o ambiente virtuala cada dia vem se tornando o mais próximo da vida real,trazendo mais precisão nos projetos.

Em pesquisas, verificamos que a realidade virtualpode ser utilizada para tratamento de portadores deSíndrome de Down, e com a utilização do programa Alice,elaboramos uma proposta de projeto que pode auxiliarportadores de Síndrome de Down, ajudando a diferen-ciar as partes do corpo e suas funções, identificarem assituações perigosas, saber diferenciar objetos e cores,melhorar a coordenação motora, em um grupo de pes-soas, diferenciar o masculino e feminino e saber identi-ficar a utilidade de diferentes coisas do mundo.

REFERÊNCIAS

[1] JACOBSON, L. Realidade virtual em casa. Riode Janeiro, Berkeley, 1994.

[2] COMEAU, C. P. & Bryan, J. S. Headsight televisionsystem provides remote surveillance, Electronics, pp.86-90, November, 1961.

[3] ELLIS, S. R. What are virtual environments?, IEEEComputer Graphics and Application, pp. 17-22,January, 1994.

[4] FISHER, S. S. & Tazelaar, J. M. Living in a virtualworld, Byte, pp. 215-221, July, 1990.

[5] MACHOVER, C.,S. E. Virtual Reality, IEEE ComputerGraphics and Application, pp. 15-16, January, 1994.

[6] PIMENTEL, K. & Teixeira, K. Virtual reality -through the new looking glass. 2.ed. New York,McGraw-Hill, 1995.

[7] PIMENTEL, K. & Teixeira, K. Virtual reality -through the new looking glass. 2.ed. New York,McGraw-Hill, 1995.

[8] LIMA, J., TEICHRIEB, V. & KELNER, J. Funda-mentos e Tecnologia de Realidade Virtual e Aumen-tada. Ano - 2004.

[9] SCHWARTZMAN, 1999. A educação especial dacriança com Síndrome de Down. Pedagogia em Foco.Disponivel em: http://www.pedagogiaemfoco.pro.br/spdslx07.htm#parte3.2.1 Acesso em 28/05/10 às 10h25min

[10] SILVA, A.C. Universidade Santa Cecília. Disponivelem: http://sites.unisanta.br/wrva/st%5C62385.pdf .Acesso em 29/05/10 às 11h15min

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Teste de usabilidade da interfacedo Software Educacional ALICE

Jason Jefferson Cristian de Castro Pires1 e Osvaldo Ramos Tsan Hu2

jasonjc@ig.com.br; oshu@yahoo.com

1 Jason Jefferson Cristian de Castro Pires, Aluno UniSantAnna, Rua Feliciano Sodré, 120, 02281-150, São Paulo, SP, Brasil2 Osvaldo Ramos Tsan Hu, Professor, Rua da Consolação, 930, 01302-907, São Paulo, SP, Brasil

Resumo

Neste trabalho realizaremos Testes de Usabilidade da Interface do Software InterativoEducacional Alice, na versão 2.2 com três usuários e analisaremos os resultados obtidosvisando contribuir com a qualidade do software e a sua facilidade de uso.

Termos de Pesquisa: Usabilidade, qualidade de software, interação.

INTRODUÇÃO

Conforme definição encontrada na ISO 9241-11 [1],usabilidade é a medida pela qual um produto pode serusado pelos usuários para alcançar objetivos específi-cos com efetividade, eficiência e satisfação em um de-terminado contexto de uso. Usabilidade é um termo as-sociado à ergonomia de leitura, usado para definir a fa-cilidade com que as pessoas podem empregar uma fer-ramenta ou objeto a fim de realizar uma tarefa específi-ca e importante. Na área de estudos de Interação Ho-mem-Máquina e na Ciência da Computação, a usabilida-de é o termo que define a facilidade de uso de uma

interface de software ou de um website, ou seja, a efici-ência da interface. A realização dos testes de usabilidadeé importante, pois faz parte do processo de desenvolvi-mento de um produto e traz melhorias à qualidade deum software ou website.

Os testes realizados neste artigo foram embasadosem estudos recentes sobre usabilidade, citados por Krug[2] e por Nielsen [3], sendo também encontrados exem-plos em Ferreira [4]. Também é citado por Amstel [5].Estas metodologias foram aplicadas no software edu-cacional Alice, versão 2.2[6] (Figura 1);

Figura 1: Interface do Software Alice 2.2.

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Apesar de já existir a versão 3 do software Alice,esta versão ainda se encontra em fase Beta, ainda pas-sível de alguns erros de sistema.

METODOLOGIA

Conforme Ferreira [4] há vários tipos de testes deusabilidade que podem ser feitos em interfaces, cadaum com seu propósito:

Teste de Exploração: realizado quando um produ-to ainda está em fase preliminar de desenvolvimento,onde o perfil do usuário e as tarefas são predefinidos.Seu objetivo é avaliar a efetividade do protótipo e co-nhecer a concepção do usuário.

Teste de Avaliação: realizado no início ou no meiodo desenvolvimento, após a aprovação do protótipo. Seuobjetivo é expandir o que foi conseguido no teste ante-rior, observando como o conceito foi aplicado efetiva-mente, verificando o comportamento do usuário na rea-lização de tarefas.

Teste de Validação: realizado próximo de quandoo protótipo será lançado ou pronto para uso. Seu propó-sito é avaliar como o produto se encaixa a padrões in-ternacionais de usabilidade e desempenho, que é o focodeste trabalho.

Teste de Comparação: pode ser realizado em qual-quer fase do desenvolvimento. Como seu nome diz, éum este comparativo entre outros resultados de outrostestes.

OS TESTES

Os testes foram elaborados individualmente entre osparticipantes, e cada participante fez o teste separadodos demais, seguindo o roteiro descrito por Ferreira [4],sendo que um resumo deste roteiro é descrito a seguir:

1. O participante foi recebido, cumprimentado, con-vidado a se sentar e ficar relaxado e se sentirconfortável;

2. O participante recebeu o Questionário para Iden-tificação do Perfil do Participante, conforme su-gerido no Anexo 3 de Ferreira [4];

3. Após completar o questionário, o participante re-cebeu o Script de Orientação do teste. O scriptfoi lido junto com o participante reforçando que o

anonimato do produto deveria ser mantido apósos testes e que o centro da avaliação é o produtoe não o participante em si. O participante foi in-formado que ele estará sendo observado e que aintegridade do participante será totalmente res-guardada, sendo utilizada a observação somentepara fins de análise do teste;

4. Após este procedimento, os usuários tiveram umtempo de 5 minutos para se habituar à interfacedo software;

5. Por último foram tiradas todas as dúvidas perti-nentes do participante sobre a sessão de testes.

Sendo questionados, os usuários informaram que erao primeiro contato com o software. Não foi explicado ofuncionamento do software, apenas foi indicado a for-ma de acesso ao mesmo.

O perfil dos três participantes de interesse foi o mesmo:

• Conhecimentos básicos em informática a mais deum ano;

• Conhecimento de aplicativos básicos (de escritório);

• Ensino de Nível Médio completo;

• Idades: 27 anos (Usuário 1), 31 anos (Usuário 2) e54 anos (Usuário 3)

Foram distribuídas três tarefas para cada usuário,que deveriam ser seguidas na ordem em que estavamna lista, e cada usuário teve um tempo na execução datarefa. Para cada uma foi anotado o tempo despendidopelo usuário na sua realização, e foram considerando oserros, se a tarefa foi concluída com sucesso e se houve-ram frustrações dos usuários pelo fato de não as con-cluírem. Foi avaliado se os dados obtidos eram perti-nentes e estes foram classificados como sendo satisfa-tório, neutro ou insatisfatório.

As tarefas solicitadas aos participantes estão listadasa seguir:

Tarefa 1: Iniciar um novo mundo, selecionar o mun-do de deserto (desert), adicionar a este mundo um ca-valeiro, uma princesa, um oasis e trocar o céu destemundo (Figura 2);

Tarefa 2: O cavaleiro deve se mover em direção àprincesa (não necessariamente usando suas pernas),devendo a câmera acompanhá-lo durante o trajeto, e aochegar próximo à princesa o cavaleiro deve respirar porcinco vezes;

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Tarefa 3: O cavaleiro deve abraçar a princesa e di-zer uma frase qualquer.

Os três participantes da pesquisa realizaram as tare-fas separadamente um do outro, e não lhes foram tira-das nenhuma dúvida em relação à utilização do software,apenas sobre o processo de teste.

Enquanto as tarefas eram transcorridas, eram anota-das quantas vezes os usuários falharam tentando encon-trar os objetos que foram solicitados no teste. Ou-tro parâmetro foi se a tarefa era concluída ou não pelousuário.

O tempo que demorou na realização de cada tarefatambém foi cronometrado, pois é um parâmetro em quese define a facilidade de encontrar um recurso ou obje-to (menor tempo) ou dificuldade de encontrar este re-curso (maior tempo).

A máquina utilizada foi era um Pentium Core 2DUOcom 64MB de memória de vídeo e 2GB de RAM, re-quisito suficiente para rodar o software Alice sem pro-blemas de memória ou atrasos de processamento.

OS RESULTADOS

Durante os testes foram realizadas algumas obser-vações importantes:

• A dificuldade dos participantes de perceber que osmétodos devem ser arrastados para a área de edi-ção (editor área);

• O pouco tempo gasto para encontrar os objetossolicitados no teste;

• Dificuldade de encontrar os métodos específicosdestes objetos;

• Dificuldade de manipulação da câmera;

• A facilidade de percepção por parte dos partici-pantes de criarem eventos baseados no movimen-to do mouse;

• Facilidade de encontrar o botão “Play”;

• Facilidade de percepção das funções na parte in-ferior da área de edição;

• Facilidade de percepção dos parâmetros dos mé-todos move do cavaleiro (estilo, duração);

• Dificuldade de perceber os membros dos objetos(braços, pernas, etc) usados na Tarefa 3;

Resultados obtidos para a Tarefa 1

A Tabela 1 mostra os resultados obtidos específicospara a tarefa 1 para cada Usuário:

Tabela 1: Resultados obtidos após os testes paraa tarefa 1

Usuário Tempo gasto para Número Sucesso?Execução (minutos) de Erros (S/N)

1 15 7 S2 13,5 6 S3 22,5 18 N

Média 17 10,3 S

Resultados obtidos para a Tarefa 2

A Tabela 2 mostra os resultados obtidos específicospara a tarefa 2 para cada Usuário:

Tabela 2: Resultados obtidos após os testespara a tarefa 2

Usuário Tempo gasto para Número Sucesso?Execução (minutos) de Erros (S/N)

1 8,5 13 S2 7,5 19 S3 16 23 S

Média 10,6 18,3 S

Resultados obtidos para a Tarefa 3

A Tabela 3 mostra os resultados obtidos específicospara a tarefa 3 para cada Usuário:

Figura 2: imagem esperada do final da primeira tarefa.

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Embora os resultados sejam próximos, e o tamanhoda amostra seja pequeno, é possível observar algumassituações bem características, como por exemplo, afrustração dos usuários em não encontrar rapidamen-te uma forma de fazer com que os personagens semovam no ambiente e a facilidade de encontrar osobjetos no sistema.

É possível observar a curva de aprendizado do usuá-rio com o sistema.

As tarefas foram realizadas em seqüencia, e os pas-sos aprendidos nas tarefas anteriores eram aplicadosnas tarefas subseqüentes.

Esta curva de aprendizado mostrou que o usuário,com o passar do tempo e com a utilização do sistema,foi ficando mais seguro e passou a utilizar o sistemacom uma maior facilidade, executando tarefas cada vezmais complexas.

CONCLUSÃO

O Alice 2.2 é um software que possui muitas funcio-nalidades e que possibilita o usuário realizar tarefas com-plexas com poucos movimentos do mouse, porém estasfuncionalidades demoram a serem totalmente compre-endidas pelos usuários, pois sua interface não é total-mente intuitiva, a ponto de possibilitar que os usuáriosaprendam a usá-lo rapidamente e sem o suporte de umoutro usuário que conheça o sistema.

É necessário um certo tempo para que o usuário pos-sa desfrutar das funcionalidades do software, porém àmedida que os usuários vão aprendendo as funções, portentativa e erro, seu aprendizado vai melhorando propor-cionalmente e o acesso as funcionalidades vai se tornan-do mais rápido e com uma menor taxa de erro.

Pelo fato de ser um software gratuito e ter seu códi-go fonte mantido por uma instituição renomada como aCarnegie Mellon University, é de se esperar que naspróximas versões a interface venha a ser aprimoradacada vez mais, possibilitando usuários de menor com-preensão de informática tenham acesso e facilidade deuso, e por conseqüência, melhor aprendizado na área deprogramação orientada a objetos. Já é possível obser-var algumas destas melhorias na versão Alice 3.0 beta.

REFERÊNCIAS

[1] ISO 9241-11 – Ergonomic requirements for officework with visual display terminals (VDTs) – Part 11:Guidance on usability, International Standards forBusiness, Government and Society.

[2] KRUG, S., Não me faça pensar – Uma abordagemdeBom Senso à usabilidade na Web, Alta books, Vol. 2,2006.

[3] NIELSEN, J., Usabilidade na Web – Projetandowebsites com qualidade, Ed. Elsevier, Vol. 1, 2007.

[4] FERREIRA, K. Gomes, Teste de Usabilidade,Monografia de Final de Curso, UFMG

[5] AMSTEL , F, Usabilidoido = Mais Usabilidade naWeb, disponível em www.usabilidoido.com.br, obtido em04/04/2010.

[6] http://www.alicedownloads.org/downloads/2010_05_01/Alice2.2.zip, capturado em 29//05/201014:35.

Tabela 32: Resultados obtidos após os testespara a tarefa 3

Usuário Tempo gasto para Número Sucesso?Execução (minutos) de Erros (S/N)

1 30 39 S2 32,5 45 N3 45,5 63 N

Média 36 10,3 N

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As novas mídias na escola:possibilidades na formação de docentes

Heinrich Fonteles1, Lenize Villaça2, Carlos E. Xavier3, Hendrix Santos4, Carolina Santos4, David Oliveira4,Fabio Lazaro4, Marcel Freitas4, Rodolfo Almeida4, Débora Santos4 , Sandra Escudero5,

Adriana Benanti5, Hsiu Chen5, Julia Silva5 e Rita C. Coppola5

heinrich@makenzie.br; lenize@mackenzie.br; cadu.xavier@gmail.com;quimica.cch@mackenzie.br; pedagogia.cch@mackenzie.br

1 Professor dos cursos de licenciaturas Pedagogia, Letras e Química e do curso de Jornalismo da UPM. Doutorando em Comunicação eSemiótica da PUC-SP. Participante do grupo de Educação, Gestão, e Sociedade do CCH.

2 Professora do curso de Jornalismo da Universidade Presbiteriana Mackenzie e FMU.3 Discente do curso de Jornalismo da UPM que participou da construção dos blogs.4 Discentes do curso de Química da UPM que participaram da construção e discussões do blog do http://www.mackquimica .blogspot.com/

na disciplina Tecnologias da Informação e Comunicação.5 Discentes do curso de Pedagogia da UPM que participaram da construção e das discussões do http://www.pedagopediamack.

blogspot.com/ na disciplina Educação e Novas Tecnologias.

Resumo:

O presente texto tem por objetivo apresentar uma discussão sobre as possibilidades dasnovas mídias na formação de docentes dos cursos de licenciatura. Definimos o uso daferramenta blog e programetes de radio como semântica educativa e comunicativa elabora-das a partir de atividades virtuais produzidas pelos alunos de alguns cursos de Licenciaturascomo ferramenta de apoio. Por meio dessas ferramentas, busca-se estudar esses meiospropostos como protótipos para análise dos conceitos estudados nas disciplinas - Educaçãoe Novas Tecnologias e Tecnologias da Informação e Comunicação dos cursos de licenciatu-ra de Pedagogia e Química e na disciplina de Teorias da Mídia do curso de jornalismo.Fundamentamos esse estudo nos conceitos das teorias culturais da comunicação articuladoaos conceitos de educação como projeto de cidadania numa proposta crítica deeducomunicação. Os blogs apresentam estruturas que possibilitam conectâncias que permi-tem certa construção de conteúdo colaborativo favorecendo uma relação entre os partici-pantes. Os programetes de radio nos revelam o quanto o ensino pode ser expandido, mastambém pontua que os conteúdos podem sofrer alterações para se adequar ao meio.

Palavras-chave: Tics, Inclusão digital, Licenciaturas, Blogs, (in)comunicação.

Abstract

This text aims to present a discussion on the possibilities of new media in Training inthe teaching of undergraduate programs. Define the use of the tool blog as educationaland communicative semantics elaborated from virtual activities produced by studentsof some teacher training programs as a support tool. Through a case study seeks toexplore blogs as proposed prototype to analyze the concepts studied in the disciplines- education and new technologies and Technologies of Information and Communicationof undergraduate pedagogy and chemistry and the discipline of media theory traveljournalism. We base this study on the concepts of culture of communication theoriesand the concepts of education as a citizenship project proposal criticizes EducationalCommunication. The blogs have structures that enable connectance that enable certaincollaborative content building to foster a relationship between the participants.

Keywords: Tics, Digital Inclusion, Undergraduate, Blogs, (in) communication.

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6 MORAN, José Manuel. O que é educação a distancia. São Paulo,ECA/USP. Disponível em: http://www.eca.usp.br/prof/moran/dist.htm. Acesso em 15 jul. 2009.

7 Definição para programas informativos de rádio com duração en-tre 3 e 5 minutos. Programete significa programa de rádio de curtaduração.

1. INTRODUÇÃO: BLOGS COMOPOSSIBILIDADES NA FORMAÇÃODE DOCENTES

Os blogs desenvolvidos até o presente momento noscursos de licenciatura de Pedagogia e Química têm comoproposta articular teoria e prática de forma poética, poisa pensar dos alunos e os resultados não estavam regidospor uma agenda determinada. Mas pretendíamos provo-car e problematizar a temática da inclusão digital e usosdas Tics para construção de ambientes com possibilida-des conectivas objetivando o estabelecimento de relaçõese interações entre o conteúdo dos cursos e possíveis re-ceptores – no caso os alunos da graduação para que es-tes possam avaliar os conteúdos destinados aos alunos(as)do ensino médio freqüentadores de Lan Houses (LocalArea Net), repensando se possíveis LanEscolas pudes-sem ser pensadas dentro e fora da escola.

A construção projetada visando conteúdos de quími-ca geral e Pedagogia, sem formalizações de aplicações,devido ao próprio espaço em construção, não se confi-guram como laboratório, e sim como um espaço virtualde conceitos teóricos para educadores(as), tendo comomotivação uma espaço conectivo de conceitos da quí-mica e uma wikipédia pedagógica, chamada dePedagopédia. A primeira plataforma pensada como lin-guagem foi o moodle, mas dada a formação anteriordos alunos decidiu-se por uma linguagem simples decomputador para construção dos blogs.

Os blogs são compostos por elementos de texto,hipertexto, links com o objetivo de favorecer conec-tâncias. Obviamente não foi possível desenvolverinterfaces hápticas, combinando os sentidos humanoscom o contato gerados com o computador. Esta etapapoderá ser desenvolvida futuramente. Nesse caso pre-sente, o usuário irá navegar e ser direcionado para possi-bilidades de leituras, imagens, questões simples no intui-to de fazer com que alguns conceitos de educação e,principalmente de química, tão complexos e muitas ve-zes não tão bem assimilados em sala, sejam exploradose experenciados em outro ambiente – o virtual, com oobjetivo de problematizar se o ambiente virtual põe osconceitos de química e pedagogia em um espaçoinautêntico – a mídia, para (re)pensarmos em estratégi-as que evitem o processo de vulgarização proposto porE.Morin (1997). Processos esses que acabam simplifi-cando, binarizando e maniqueizando os conteúdos quepor fim incomunicam aquilo que se pretende, ou seja,

levam o usuário a navegar pelo blog como mero entre-tenimento.

1.2. Educaradio: possibilidades de conteúdosensinados à distância

A expressão “ensino a distancia” nunca foi tão fala-da como hoje em dia. Inúmeras universidades e facul-dades brasileiras ampliam cada vez mais seu modo deatuação por meio desta modalidade. Mas, o “ensino adistancia” ainda coloca a figura do professor como al-guém superior, o mandatário em uma relação de apren-dizagem, em outras palavras é quem manda. Por isso,outra expressão nos parece mais interessante, a “edu-cação a distancia”, como define Moran:

Educação a distância é o processo de ensino-aprendizagem, mediado por tecnologias, onde pro-fessores e alunos estão separados espacial e/outemporalmente. É ensino/aprendizagem onde pro-fessores e alunos não estão normalmente juntos,fisicamente, mas podem estar conectados, inter-ligados por tecnologias, principalmente as tele-máticas, como a Internet. Mas também podemser utilizados o correio, o rádio, a televisão, o vídeo,o CD-ROM, o telefone, o fax e tecnologias se-melhantes.6

E dentro deste conceito, podemos dizer que a edu-cação pode ser realizada de forma presencial ou nãopresencial, importando apenas se o emissor e o recep-tor daquela mensagem estão dispostos a interagir paraque o processo de aprendizagem então aconteça.

Nesse sentido, foi realizada em caráter experimentalno primeiro semestre de 2009 na Universidade Presbite-riana Mackenzie, uma atividade interdisciplinar eextensionista entre os cursos de Pedagogia e Educação,envolvendo professores e alunos de ambos os cursos. Oresultado desta parceria foi a produção de 13 programetes7

com temáticas variando entre saúde, meio ambiente, lu-gares históricos da cidade de São Paulo, escritores clás-sicos brasileiros, entre outros. A intenção é distribuir este

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material para uma rádio comunitária na cidade de SãoPaulo e também para uma rádio web de uma organiza-ção não-governamental, a Fundação Dorina Nowill.

Mas, antes de refletirmos propriamente sobre co-municação versus pedagogia, é necessário pensarmoso meio de comunicação utilizado para esta iniciativa, orádio, como meio de comunicação. Em qualquer mode-lo de comunicação que se estude, o “meio” aparececomo elemento essencial na relação emissor-receptore, no nosso caso, o rádio, atualmente pode ser transmi-tido tanto em ondas hertzianas em aparelhos de rádio(analógica)8 como também pela rede mundial de com-putadores, a world wide web, mais conhecida comoInternet. A intenção de distribuir este material tanto ememissora de rádio aberta quanto pela Internet demons-tra que o mesmo conteúdo pode ser divulgado em dife-rentes plataformas tecnológicas. Ou seja, o meio decomunicação neste caso influi diretamente no conteúdopedagógico porque mesmo sem ser presencial, o rádiopermite que se realize o processo de educação/infor-mação desde que os envolvidos estejam interessados.O rádio tanto pode “falar” para a massa como tambémpara um público específico, como é o nosso caso.

A intenção da produção destes programetes não deixade estar atrelada ao conceito de rádio educativo. “ARadiodifusão Educativa é definida como uso de trans-missão radiofônica em qualquer processo sistemáticode educação, com a finalidade de possibilitar aos ouvin-tes uma aquisição de conhecimentos e/ou uma mudan-ça de atitudes”(IPEA/IPLAN, 1976, P.11). Nesse sen-tido, como rádio educativo, o Brasil já registrou projetosentre as décadas de 1960-70 como o Movimento deEducação de Base (MEB), a Fundação EducacionalPadre Landell de Moura (FEPLAM), a Fundação Pa-dre Anchieta (FPA), Instituto de Radiodifusão Educativada Bahia (IRDEB) e o mais famoso e duradouro deles,o Projeto Minerva, por transmitir de 1970 a 1989. (IPEA/IPLAN, 1976). Independente do julgamento de comofoi o desenvolvimento/aproveitamento destes projetos,o que nos importa é demonstrar que mesmo passadastrês décadas, países como o Brasil ainda necessitam deiniciativas pedagógico-educacionais por conta do gran-de número de analfabetos:

O Brasil tem hoje cerca de 16 milhões de analfa-betos. Segundo a pesquisa realizada pelo Minis-tério da Educação (MEC), metade deste númeroestá concentrada em menos de 10% dos municí-pios do país. Mesmo não sendo inéditos, os dadosdo “Mapa do Analfabetismo” são “alarmantes”.Em nosso país existem aproximadamente 16 mi-lhões de pessoas incapazes de ler e escrever pelomenos um bilhete simples. Considerando-se oconceito de “analfabeto funcional”, que inclui aspessoas com menos de quatro séries de estudoconcluídas, o número salta para 33 milhões.9

Entre as várias características intrínsecas do rádio,destacamos seis que ratificam o sucesso que este meiode comunicação pode ter em conjunto com a educação,como: oralidade: o rádio fala e, para receber a mensa-gem, basta apenas ouvir. Não é necessário, portanto,que o ouvinte seja alfabetizado para receber as infor-mações; sensorialidade: o ouvinte é envolvido pelorádio, e dele participa por meio de diálogo mental;companheirismo: diversas pesquisas já apontaram quemuitas pessoas utilizam-se dos meios de comunicaçãode massa como forma de fugir à solidão. O rádio nãofoge a essa regra e torna-se um grande companheiro deseus ouvintes nos mais diferentes momentos da vida.Aliás, pela sua própria facilidade de deslocamento, ele,de fato, acompanha seu ouvinte; integrativo/ introduzdiálogos: o rádio aproxima comunidades, difundindoinformações, prestando serviços, dando orientações,deflagrando campanhas etc. Pode ainda trazer novasdiscussões em cima de algum assunto que tenha veicu-lado e ser usado de forma educativa; informação/atu-alização: o ouvinte busca no rádio saber o que aconte-ce em sua cidade, Estado, país, justamente por sua agi-lidade na difusão de notícias; e o baixo custo: o apare-lho de recepção de rádio é barato, estando ao alcancede grande parte da população. E a produção radiofônicatambém é mais barata que a televisiva, por sua menorcomplexidade tecnológica. E se considerarmos o núme-ro de pessoas que ouvem rádio, o custo de produção sedilui ainda mais, fazendo com que o rádio seja o meio demais baixo custo de produção em relação ao públicoatingido (Ortriwano, 1985);

9 AGUIAR, Shirley M. O. Analfabetismo no Brasil. ASSEEC. Disponí-vel em: http://www.asseec.org.br/artigos/texto.asp?id=66. Acessoem 14 jul. 2009

8 O Brasil deve implantar futuramente um sistema digital de rádio. Nomomento, testes estão sendo feitos, mas o modelo ainda não foiescolhido. À época, esta plataforma digital merecerá outro estudopor utilizar novos modelos de interação com o público.

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A radio web é outra possibilidade de educação nosdias atuais, uma ferramenta tecnológica que pode seracessada por um público específico, no caso da Funda-ção Dorina Nowill, para deficientes visuais e que mes-mo sendo direcionada continua a exercer o papel edu-cacional formando cidadãos.

2. CONCLUSÃO : A PEDAGOGIA DAMÍDIA - OUTRAS POSSIBILIDADESDE EDUCAÇÃO EM ESPAÇOS NÃOESCOLARES

A educação por meio da interdisciplinaridade possi-bilita a conjugação de novos elementos na experimenta-ção, surgindo novas propriedades para fins educacio-nais e comunicacionais. Assim, os programetes têm essafunção de experimentar os conteúdos educacionais emoutras dimensões, saindo de um rascunho técnico, dei-xando a imaginação frui e fluir, colocamos desta formaa produção desses programetes em outro espaço quepossibilitasse outras discussões.

A educação em espaços não escolares significa, con-forme Libaneo (2005), a possibilidade do ensino emetodologias para além dos muros escolares. Sob essaótima, uma comunicação e ensino pode ser viabilizadopor espaços eletrônicos dentro e fora do ambiente es-colar. A questão se coloca quanto à organização e es-trutura do que será compartilhado via ondas de rádio. Omeio midiático demanda novas adaptações e está aber-to também a novas mudanças. Criticar é preciso.

Para podemos desenvolver este trabalho colocamosa criação desses programetes e dos blogs em um espa-ço de criação, deixando o imaginário permitir os rascu-nhos. Se pensarmos arte como espaço no qual o sujeitopode experimentar, colocar as mãos, sentir por outrosmeios e recolocar o mundo em outros ambientes parapensá-lo de forma mais poética, recriando-o na própriaexperimentação, julgamos a possibilidade dessa ativida-de desenvolvida como um local virtual, na qual as ondase som do rádio substituem a tela convenciona de umartista. Nesse novo espaço muitas vozes e mãos se en-trelaçaram para pensar possibilidades, testar e conjugara ferramenta, verificando as novas funções destas paraaté pensar e avaliar os desvios possíveis delas. Comoos conteúdos pedagógicos podem ser alterados. E isto épossível quando se faz algo tendo uma mentalidade ar-tística, conforme Simão (2008).

Nesse sentido, entendemos que as individuações sãosubstituídas pelo coletivo. A assinatura do artista nestaprodução é apagada pela ação coletiva. Assim, como umgrupo de engenheiros pode pensar junto um projeto emequipe, o EducaRadio e os blogs experimentados pelosalunos e docentes têm também esta dimensão. A preten-são é fazer arte, hibridada com educação e tecnologiacomo possibilidade educativa, levando os professores emformação para experimentar os usos dos instrumentostecnológicos. Mas não um uso mecânico em si, se nãoestaríamos apenas fazendo técnica, e sim aprender sobreos instrumentos, refletir sobre seus usos e possibilidades,com o objetivo de provocar quebra de paradigmas, pelapercepção e entendimentos que os ruídos advindos dacriação podem causar. Como afirmou Mcluhan (1964:p.67), o “cruzamento ou hibridização dos meios liberagrande força ou energia como por fissão ou fusão”.Acreditamos também que por meio da interdisciplinaridadenovas possibilidades podem ser criadas.

Os Blogs e os programetes desenvolvidos até o pre-sente momento pelos alunos dos cursos de licenciaturade Pedagogia, Química e RadioJornalismo de 2009.1 têmcomo proposta articular teoria e prática de forma poéti-ca, pois o pensar dos alunos e os resultados não esta-vam regidos por uma agenda determinada. Mas preten-díamos provocar e problematizar a temática da educa-ção a distancia que viabilizasse certa inclusão social eusos das Tics para construção de ambientes com possi-bilidades conectivas objetivando o estabelecimento derelações e interações entre o conteúdo dos cursos epossíveis receptores – no caso os alunos da graduaçãopara que estes avaliem os conteúdos destinados aosouvintes da comunidade destinada.

Percebemos que só por meio da interdisciplinaridadeé possível construir ambientes educacionais que vão alémdos muros da escola, recolocando os ensinos em espa-ços na qual a necessidade do giz, lousa e professor pas-sam a ser questionados. No rádio impera a voz, a imagi-nação, e isto demanda uma reestruturação na organiza-ção didático-pedagógico para que se compreendam asdimensões do meio e seus efeitos no ensino. Nos blogsoutras possibilidades de interação e ação colaborativasentre docente e discente podem repensar essa organi-zação didático-pedagógica. Por outro lado algumas ad-vertências precisam ser pontuadas.

O nível de jogabilidade proposto nos jogos eletrôni-cos parece entusiasmar produtores de objetos educacio-

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nais. Esta ideia já habita a consciência de programado-res que querem disponibilizar conteúdos didáticos emforma de jogos e olimpíadas eletrônicas. Certamente,os discentes ficarão encantados com tais jogos, não sópela possibilidade de jogar, mas porque há certo nível deresolução de problemas hipotéticos por simulação pro-postos nos jogos. O problema se pontua pelo o quantoserá sumarizado dos conteúdos para que o nível dejogabilidade alcance o maior patamar.

O ensino e a educação exigem um tempo lento, apre-ensão cognitiva seletiva Baitello (2005), a acelaração dosconteúdos propostos no rádio e nos blogs precisa ser re-pensada. Percebemos também que os educadores de-vem ficar atentos aos processos de vulgarização propos-tos por Morin (1997), nos quais os conteúdos ao seremreconfigurados em outros ambientes podem serdespolitizados, binarizados, maniqueizados, sumarizandoos conteúdos em algo meramente de consumo e de en-tretenimento, o que é um prejuízo aos fins educacionais,assim como para a formação ética e cidadã. Por outrolado, num mundo cada vez mais midiatizado, cujas infor-mações geradas e difundidas são cada vez mais acessadase compartilhadas por uma massa de pessoas, é preciso aescola aprender a se comunicar por este instrumento.Nunca condenar. Reconhecer que nossos alunos apren-dem por outros meios é necessário para compreender-mos esses sujeitos midiáticos Fonteles (2008) para assimpropor novas ações. Pedagogizar o meio é preciso.Desmassificar é preciso. Tornar essa audiência partici-pava e cidadã é uma exigência para que a comunidadeinteraja cada vez mais com a escola, que é um espaçocomunitário, que deve impulsionar cada vez mais a parti-cipação dos que estão em seu entorno. Os meios, poroutro lado, devem observar a importância da escola nageração e produção de bens simbólicos educacionais quetornem sua comunicação além de interativas, maisdialógicas. Isto permite que a informação veiculada sejasentida não apenas como uma mera participação estéticaMorin (1997), mas que os elementos de eticidade epolititicidade Freire (2005) provoquem desdobramentossociais e de mudança na vida comunitária e escolar,consequentemente na vida em comunidade.

Nesse sentido, a escola deve ficar atenta à Pedago-gia da Mídia, e aos elementos vulgarizadores propos-tos por Morin; avaliar até que ponto o uso de objetostecnológicos têm esfriado as relações na escola, e entreos sujeitos; refletir como os alunos estão lidando com as

complexidades inerentes ao seu próprio desenvolvimentoe da vida contemporânea. Na “vida midiática”, nos“orkuts”, “blogs”, “avatares”, as soluções nos parecemque são práticas e efêmeras.

Considerando os ensinamentos proposto por Freire(2003), a escola deve usar os meios tecnológicos pormeio de uma didática que favoreça o ato pedagógico,ajudando os alunos a não serem meros consumidores,domesticados a uma burocracia escolar e comunica-cional, mas sim que os tornem produtores de cultura,ampliando o seu repertório cultural - cidadania. Nessaótica, o ambiente escolar e os não escolares se tornarãoum espaço de comunicação e não de incomunicação,um ambiente prazeroso de se estar, mas que não é umespaço de entretenimento, de espetáculo, na qual a aulaé um show, o professor um artista, e o alunado a au-diência. Mas sim ainda um espaço para a elaboração dacrítica e não mais um espaço para depósito de críticas.

Para que o sujeito possa interagir, os meios de co-municação têm produzido encantamentos. Portanto, háque se pensar nos mecanismos proposto pela mídia cujaintenção tem por objetivo facilitar esta comunicação, pormeio da eliminação do estranhamento, conferindo àmáquina, à técnica, e suas invenções tecnológicas, ou-tros encantamentos, e revestimentos que os tornem maisconfiáveis. Pois para se confiar, há que se ter fé. Con-fiar, que este outro corpo – a mídia, aparentemente nãocausará danos, nem machucará, e sim trará somentebenefícios aos seus usuários. Conforme nos diz Flusser(2002b), as imagens produzidas pelas máquinas procu-ram instaurar um novo senso de realidade, através daconstrução de um poderoso senso de religiosidade pro-jetado nas imagens, as quais dão novo significado aomundo, e por que não, aos conteúdos.

Sob esta ótica, afirmamos que de nada adianta for-necer a infra-estrutura básica, dimensionando a ques-tão apenas do ponto de vista quantitativo, como se amera disponibilização de computadores (Tics) fosse per-mitir, por si só, a capacitação intelectual dos indivíduos.Ao contrário disso, é preciso que, como recomenda Levy(2000), sejam criadas condições de participação ativanos processos de inteligência coletiva, através das quaisos cidadãos, alunos, professores, pais, e as comunida-des, especialmente aqueles pertencentes aos extratosmais pauperizados da população, sejam de fato inseri-dos, compreendam o ciberespaço e deixem de ter ummero papel passivo de consumidor de informações, bens

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e serviços, para atuarem também como produtores deconhecimento na cadeia cibernética. (Esta situação éparticularmente favorável em nossa universidade). A nãoatenção a esses aspectos coloca em risco as possibili-dades educativas desses meios, pondo este potencialeducacional num campo inautêntico das mídias, comonos diz Flusser (2002b), no qual as superficialidades dasimagens visuais e sonoras não nos conduzem a uma pro-fundidade das realidades, questão essa fundamental paraque o uso das novas mídias para fins pedagógicos nãose configure como apenas um momento de passa-tem-po, num mero entretenimento, mas sim num espaço deconstrução de conhecimento que se desdobre em exer-cício pleno da cidadania.

REFERÊNCIAS

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FONTELES, H.A. O Processo de vulgarização naescola pela mídia. IN: DOLGHIE, J; FONTELES, H.A;CAMPOS, B.M. Cultura, Mídia e Educação: abor-dagens transdisciplinares. São Paulo: Livropronto: 2008.

FREIRE, P; GUIMARÃES, S. Sobre educação. 3.ed.ver. E ampl. São Paulo: Paz e Terra, 2003.

LEVY, P. Cibercultura. São Paulo:Editora 34, 2000.

LIBANEO, José Carlos. Pedagogia e Pedagogos,para quê? São Paulo: Cortez, 2005.

McLUHAN, Mac. Os meios de comunicação comoextensões do homem. São Paulo: Cultrix, 1964.

MORIN, E. Cultura de Massa no século XX: neuro-se. Tradução de Maura Ribeiro Sardinha 9. ed, Rio deJaneiro: Forense Universitária, 1997.

ORTRIWANO, Gisela. A Informação no Rádio – OsGrupos de Poder e a Determinação dos Conteúdos. SãoPaulo: Summus, 1985.

SIMÃO, Selma Machado. Arte Híbrida: entre o pictó-rico e o fotográfico. São Paulo: Editora Unesp, 2008.

VILLAÇA, Lenize [et al.] Testes do padrão do rádiodigital – grupo de pesquisadores São Paulo - capital.São Paulo: XXIX INTERCOM/Brasília/UNB, 2006.CD-Rom.

FONTES NA INTERNET

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MORAN, José Manuel. O que é educação a distan-cia. São Paulo, ECA/USP. Disponível em: http://www.eca.usp.br/prof/moran/dist.htm.

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Using 3D Web-based graphics and information visualizationtechnology for supporting collaborative learning

Jorge Ferreira Franco1, Renato Aparecido de Farias2 e Roseli de Deus Lopes3

musiquarium_2000@yahoo.com; renato.focko@gmail.com; roseli@lsi.usp.br

1 Jorge Ferreira Franco, Pesquisador, Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI -USP) / Professor, EMEF Ernani Silva Bruno (SME/PMSP),Av. Prof. Luciano Gualberto, travessa 3, nº 158 - São Paulo - CEP: 05508-970, São Paulo, SP, Brazil

2 Renato Aparecido de Farias, Pesquisador, Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI -USP), Av. Prof. Luciano Gualberto, travessa 3, nº158 - São Paulo - CEP: 05508-970, São Paulo, SP, Brazil

3 Roseli de Deus Lopes, Professora, Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI -USP), Av. Prof. Luciano Gualberto, travessa 3, nº 158 - SãoPaulo - CEP: 05508-970, São Paulo, SP, Brazil

Abstract

In this paper we present collaborative and interdisciplinary learning situations carriedout with support of 3D computer and we-based graphics as well as informationvisualization technologies. The collaborative work enhanced students and educators’technical skills related to learning and using information visualization and web-baseddesktop virtual reality techniques. It includes improving ones’ knowledge referent tothe nature and social problems related to a primary school’s surrounding communitythat is located in the suburbs of the city of Sao Paulo. The work brought aboutindividuals’ cognitive skills development such as spatial ability, associative memory,visual memory and attention during the development of an application for representingschool surrounding community geographical information. Other results were ones’digital, sciences, culture, art and communication abilities and knowledge improvements,students’ public work presentation in the city of Rio de Janeiro, and expand ones’visual literacy domain and use at school and beyond.

Index Terms: collaborative learning, communication, digital and social inclusion,interactive pedagogic practice.

INTRODUCTION

Researchers’ interest in influencing the use ofadvanced contemporary technologies (ACT) such as 3Dinformation visualization tools, desktop virtual reality(VR) hardware and software, computer and web-basedgraphics tools and techniques [1, 9, 12] for supportingunderrepresented individuals’ digital and visual literacydevelopment [2, 8, 9] in the context of education [3]has increased.

In this context, through a long term work we havesupported underrepresented individuals understanding andusing ACT in the primary education context [2, 5, 6].

The work has impacted on improving individuals’technical skills and stimulating students and educators’collaborative work. It has addressed problems relatedto developing learning situations in which individuals useACT for producing digital content and buildingknowledge.

Conversely, for instance, a survey in [7] highlightsthe problem of few learners being familiar with the com-plete spectrum of web-based and advanced technologiesactivities. And only a small number be engaged in moresophisticated activities, such as producing and publishingself-created content for wider consumption as well asencouraging and supporting individuals’ higher order

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thinking skills related to critical, self-management ormetacognitive reflection in any attempt to use technologyfor learning in formal and informal education [7].

In this work we present a collaborative and interdis-ciplinary learning situation carried out with support ofACT. The learning situation contributed for developingstudents and educators’ desktop VR technical andstorytelling skills [10]. It includes, capturing, producingand visualizing digital content with support of web-basedtechnologies for problem solving and representing schoolsurround community geographic information [1, 2, 14].And as in [8, 9, 23] offering computer literacy possibilitiesbeyond just to word processing, web browsing, andsimple presentations [23].

Students from a primary school created and presentedthe digital content through showing a 3D virtualenvironment and a film in an event called “I EncontroJuvenil “AS ARTES E AS CIÊNCIAS PARA UMAVIDA SUSTENTÁVEL”” (I Youth meeting: The artsand the sciences for a sustainable life) [11] that happenedin the Museu de Ciências da Terra, in the city of Rio deJaneiro.

TOOLS USED FOR BUILDING THE WORK

The tools used for capturing and processing data werestill and movie digital cameras, Windows™ basedpersonal computers PC, 3.0 MHz, 256 RAM from theschool computers lab.

GIMP™ and Paint™ software were used forprocessing still images. Windows MovieMaker™ wasutilized for manipulating moving and still images andcreating a film.

The Virtual Reality Modeling Language (VRML) [13]a high level web-based scripting language and a texteditor such as Notepad™ were used for modeling andprogramming the 3D virtual environment. A 3Dinformation visualization tool applied was Cortona 3DViewer™.

Internet resources such as Google Earth™ were usedfor researching and capturing school surroundingcommunity geographical information.

THE LEARNING SITUATION BACKGROUND

Since 2004, due to a long term collaborative workbetween a primary school here called Ernani Silva Bruno

(ESB) and Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) fromthe Polytechnic School of the University of São Paulo, ithas been developed and sustained a spiral and incrementaluse of ACT at ESB Primary School [2, 5, 6].

The invitation for ESB School participating on thenamed event in the city of Rio de Janeiro came throughLSI’s researchers after the event’s organizers contact.

DEVELOPING THE ARTWORK

The artwork was based on applying ACT to supportindividuals’ technical skills and curriculum developmentfrom the middle of October to middle November. Therewere four classes of 45 minutes for learning VRMLtechniques such as positioning and texturing shapes. Onesdeveloped interdisciplinary knowledge and applied the artand culture of computer graphics technology in context[3] for understanding, for instance, math and arts concepts.

Due to the event’s theme, a research and visualartwork related to the ESB School’s surrounding natureand social problems was designed through a brainstormamong two educators and nine students from 7th and 8th

grade levels.

The project artwork was built in two parts. One usingcomputer based techniques for creating a 3D virtualenvironment (3DVE) representing school surroundingcommunity geographical information. The other applyingfilm making techniques showing the nature andsurrounding community individual’s interviews.

CAPTURING DATA IN THE COMMUNITY

After the brainstorm and project design, the data fordeveloping the 3DVE and the film was captured throughan individuals’ walk around ESB’s school surroundingcommunity.

Educators and students started their walk at thebeginning of a stream that is located in a piece of landthat still has its original nature preserved. From thereindividuals took a walk by the stream. After walkingabout 150 meters ones observed that the stream becamepolluted. It happened at the moment it started flowingthrough the school surrounding community Figure-1.

A small natural forest where the stream begins onthe left. On the right, the stream just after getting intothe community

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During their walk for capturing data, ones talked andreflected about the nature and social problems aroundthe school for understanding its surrounding environmentand community lifestyle before creating the digital content.

In addition, students did interviews with local citizensand took pictures for developing textures and com-pounding the 3DVE and the film Figure-2.

The 3DVE was modeled with support of VRML.The 3DVE construction brought about studentsdeveloping VRML, computer graphics and interdis-ciplinary sciences’ skills and knowledge further.

In addition, it was necessary researching andcapturing geographic information from the Web. Thetool used for researching and capturing information wasGoogle Earth™.

Author1 directed two students that modeled the3DVE to do a screenshot of the school surroundingcommunity and reducing the image’s size using GIMP™software.

After that they mapped the image as a texture“visaodoentorno.jpg” into the 3DVE that can be seenon figure 4. And from that through observing the terrainthey were directed to build and scale the diverse 3Dobjects/blocks that also were textured for symbolicrepresenting the geographic information related to theschool and surrounding community.

During these proceedings individuals reflected aboutthe surrounding community spatial configuration andpracticed their spatial ability, associative memory, visualmemory and attention with support of informationvisualization, math and cartographic concepts such asscale and rotation [1, 15].

They also developed writing, reading and commu-nication skills related to English and Portuguese languagesand improved their programming skills while they werebuilding the 3DVE’s code such as on Figure-3.

#predio da escola

Transform { translation -148.0 6.0 -125.0

scale 1.0 0.5 1.0

rotation 0.0 1.0 0.0 4.8

children[ Inline { url “edificio.wrl” }]}

Figure 1:

Example figure.

Figure 2: Individuals capturing data and in the small forestand walking around the school community

The 3DVE general geographic information is showedbelow through screenshots of 3D textured blocksrepresenting the school, the buildings in front of it andthe forest where the stream begins.

Figure 3: Sample code utilized for positioning 3D modelsinto the 3DVE

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The direct manipulation of the .JPG images and theirintegration within the 3DVE also supported individuals’understanding basics of the art and science of digitalcompositing [16] and provided ones’ technical skillsimprovements Figure-4.

Improving Knowledge Collaboratively

Students’ technical skills improvements were sharedwith other individuals before going to Rio de Janeiro.Within a collaborative work with two geographyeducators that lived near ESB School surroundingcommunity few years before, the students were guidedto read and understand the geographic information thatwas represented on the 3DVE, Figure-4. Two GeographyEducators’ support helped students to organize theirthoughts and speech for telling the story they createdthrough the 3D model and the film.

Students also shared their computer literacyknowledge with geography educators explaining to themhow was the process of researching, capturing data andprogramming the 3DVE using a text editor, a paintprogram and a 3D web browser.

Based on such students’ feedback and in thepossibility of providing digital inclusion opportunities inlarge scale for underrepresented individuals, there wasa reflection that it would be very important if educatorscould improve their computer’s knowledge, digital andvisual literacy with support of computer science andcomputer graphics, for instance, related to 2D and 3Dlow cost and web-based graphics since theirundergraduate courses [24].

The logic within this kind of reflection is that byimproving educators’ digital literacy skills and knowledgeduring undergraduate courses, they would be able toinfluence and support further underrepresented studentsusing better informational and digital resources within

the context of developing school curriculum’ sciencesand increasing individuals’ lifelong learning autonomy[2].

After such collective’s reflection, for training theircommunication skills, students presented their work forthe ESB School’s pedagogic coordinators and headteacher.

This collaborative and interdisciplinary learningsituation had its 3DVE and film artwork developed insix days. After that ESB’s students presented theirmultimedia artwork in Rio de Janeiro.

In the day after the presentation ESB’s students andstudents from other school communities located in Riode Janeiro were guided to reflect about nature and soci-al problems related to the urban life in the cities of SaoPaulo and Rio de Janeiro.

During the reflection they shared ideas thatsupported the written of a letter that became a documentcalled (Carta Influência do Clima no Cotidiano Juvenil -“Letter Climate’s Influence in the Youth daily life”) [11].The letter was sent to Brazilian’s youths that representedBrazil in Copenhagen Climate Youth Conference.

CONCLUSION

This work contributed for approximating undersocioeconomic disadvantage individuals from moods oflearning through using advanced technology andinteractive information visualization systems [1].

It impacted in ones learning how to analyze, solveproblems, develop programming skills as well as buildcollaborative and interdisciplinary work for storytelling andcreating digital content and communicating with supportof ACT techniques and tools such as VR [2, 10].

Individuals’ technology and knowledge basedinteractions influenced ones’ attitudes and mental modelstransformations. The transformations engaged citizensin the culture of using better 2D and 3D web-based andACT resources.

These resources have been built and improved basedon the “techno-meritocracy of science and techno-logical excellence that comes from the big science andthe academic world” [17].

Ones’ access to techno-meritocracy of science andhuman knowledge of excellence supported the buildingof this learning situation that can be replicated. It brought

Figure 4: On the left a general view of the 3DVE. On the rightbuildings and trees representing the surrounding community

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about contribution for enhancing the growing ESB Schoolcommunity’s digital culture [2, 5, 6] and collectiveintelligence [18, 21] that are related to influencing citizens’lifelong use of interactive media and audio-visual toolswith respect to the cultural goods and services thatencompass artistic, aesthetic, symbolic and spiritualvalues [19].

This work demonstrated that is affordable forunderrepresented individuals dominating and using digi-tal techniques that allow converging diverse types andsources of information such as text, voice and imagewhich can be transmitted by computers [16, 20].

Through building a collaborative learning situationsuch as the one described during this work, we showeda way of enhancing primary education pedagogicpractices with innovation and achieving individuals’interdisciplinary knowledge improvement based on thesynergy between the media convergence culture [21]and participatory education construction [22] that allowedindividuals’ investigating, representing, reflecting andcommunicating about ESB surrounding community’s dailyproblems.

In 2010 the collaborative learning work and thetechniques we used to build that have been shared withother individuals at ESB school environment, thesurrounding community and other educators that haveworked with technology. For instance, an educator thatparticipated on the Alice Brazil 2010 [36], after seeingauthor1’s presentation and an informal talk, visited ESBand shared digital knowledge with students in the schoolcomputers lab. He talked about robotics and ESB’sstudents about their blogs [29, 30] and 3D knowledgeshowing the example they presented in Rio, Figure-5.

After that, during three days 9, 10, 11 of March, the3D web based work was shared with the public of the‘Brazilian Fair of Science and Engineering’ – ‘FeiraBrasileira de Ciências e Engenharia’ – (FEBRACE) [28],that is organized by LSI educators and researchers.

The Fair organizers provided a stand for the São PauloMunicipal Secretary of Education network, and in acollaborative work with other two municipal schools,Mario Lago and Pirituba III, ESB School’ students andeducators were in the stand showing pedagogical workdeveloped at school. For instance, related to theEducom.radio project which aims stimulating individualsbuilding radio like programs and blogs for supportingcurriculum development [29, 30, 31, 32], and thepedagogical use of ACT such as mobile computers fororganizing data related to Body Mass Index (BMI) [33,34, 35] Figure - 6.

Figure 5: blog and 3D show and Interactions at esbcomputers lab.

Figure 6: blog construction and BMI Interactions at febrace

2010

Back to the 3D web-based work that was alsoshowed at the engineering fair, we had the opportunityof reflecting with individuals of diverse fields the validityof using the approach of creating 3D worlds using a texteditor and 3D web-based information visualization tools.

One of them, a geographer that works with geographicdata using 3D commercial software, after experiencingthe process of modeling a 3D virtual environment 3DVEusing the tools mentioned, said that allowing young childrenlearning using such text and web-based tools would bringabout students developing a good technology background.For instance, in order to use better and build virtual toolsand games lifelong and with autonomy as it was the caseof a former ESB’s student that guided her during her3DVE experience of practicing digital and visual literacyat FEBRACE Figure-7.

Figure. 7: Visualizing the programming code and its 3Drepresentation

70

By combining computer graphics principles, virtualreality techniques and 3D web-based knowledge andresources for supporting school curriculum development[2], this work has contributed for including underre-presented individuals in the digital world evolution.

Accordingly to several researchers and currentexamples of 3D tools enhancements, there has been atendency of using 3D technology based on the growingand evolving development of accessible standards andtechnologies that, for instance, have been related to theInternet [1, 25, 26, 27].

As it has been the use of VRML for carrying outthis work, spreading accessible ACT knowledge toindividuals can and have sustained ones’ effectiveparticipation on the culture ruled by the microelectronic[37], and also expanded the range of institutions andactors involved in the culture of sustainable developmentbased on eCulture [38].

Based on the examples and experiences showedwithin this text development, it seems logical to keepusing digital tools in the education context [3] and takingadvantage of the digital tools characteristics. Due to theirflexibility, they are capable of sustaining multiplecombinations, bringing about several integrated optionsfor providing individuals’ multidisciplinary knowledgeconstruction [37].

The sustainability seems to be on influencing indi-viduals understanding and using a group of proceedingsand technical media that can support with effectivenessones’ obtaining, fixing, transmitting, storing and processinginformation [37].

Finally, evaluating this work within a constructivistconcept [22], while individuals developed the highlightedACT and web-based participatory learning situations,they improved their logical, math, social, physical, spatial-temporal, symbolic representation knowledge andcooperatively enhanced their storytelling and commu-nication skills [1, 2, 10, 22].

ACKNOWLEDGMENT

Thanks for the students, researchers and educatorsthat supported this work. God bless you.

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62

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Use of computer modeling forteaching electromagnetics

Edson Tafeli Carneiro Santos1, Antonio Marcos Ferraz de Campos2,Marcelo Bender Perotoni3, Marcos Stefanelli Vieira 4 e Paulo Alves Garcia5

etc_santos@mackenzie.com.br; a_campos@mackenzie.com.br;marcelo.perotoni@ufabc.edu.br; marcos_sv@mackenzie.com.br; paulo.garcia@mackenzie.com.br

1 Edson Carneiros Santos Tafeli, Professor, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

2 Antonio Marcos Ferraz de Campos, Professor, Rua da Consolação,930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

3 Marcos Stefanelli, Professor, Rua da Consolação, 930, 01302-907, São Paulo, SP, Brazil

4 Marcelo Bender Perotoni, Professor, São Paulo, SP, Brazil5 Paulo Alves Garcia, Professor, Rua da Consolação, 930, 01302-

907, São Paulo, SP, Brazil

Abstract

It is common that undergraduate and graduates students have some difficulty invisualizing the physical phenomena theoretically studied, especially those related toareas such as electromagnetism and propagation of electromagnetic waves. This isdue to the natural complexity of the phenomena studied, and its difficulties for thevisualization. Therefore, simulation tools, which help in learning and visualization,are very important in academia. The simulation tool CST presented in this paper hasgreat potential to assist in academic purposes, creating an environment simulation,visualization and analysis of electromagnetic effects, including being used as anaid in the design of practical devices.

Index Terms: Education in Engineering, Numerical Electromagnetics, Simulation inEngineering.

INTRODUCTION

Traditionally, courses on electromagnetism (heredefined as EM) have been seen as one of the leastattractive to students, in almost all Engineering Program.Several reasons can contribute to that. They are taughtin the same traditional and conservative way for the lastdecades, differently to other areas like Electronics, whereall the novelties introduced by the intensive use ofcomputer simulation have come into play. The currentgeneration grew up acknowledged with computers,games, wireless networks and high quality animations.Therefore, it is easy to grasp that old fashioned textbookfigures and mathematical equations describing physicalphenomena is not particularly attractive to students.

As result, the number of graduated electricalengineers with considerable know how in areas likeAntennas, RF, Microwave Devices and Telecommu-nication Instruments has dropped significantly.

The present study shows an initial push into changingthis scenario by the use of computer modeling inelectromagnetic studies, in the EE (Electrical Engine-ering) course of Mackenzie Presbyterian University. Asan example, is the usage of an electromagnetic simulator(CST Software – commercial package developed forElectromagnetic Analysis) for Final Graduation Worksdevelopment by students. Beforehand, an open workshopwas set up in the Mackenzie Presbyterian Universitywhere the basics of this package was presented, andthe attendees designed and analyzed simple structuressuch as horn antennas, waveguide sections, etc.

USE OF SIMULATION INELECTROMAGNETICS

Basically, any software designed to work with EMproblems need to solve the set of Maxwell Equations,presented here in the so called differential form [ME]:

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t

BE

∂∂−=×∇�

�

Faraday’s Law

Generalized Ampere Law

Gauss Law

Where:

E= electric field

H = magnetic field

D = Electric Displacement

B = Magnetic Displacement

J = current density

ñ = charge density

The range of applications where these equations canbe solved in an analytical way is, unfortunately, verylimited, due to its complexity. Therefore, computers cansolve the equations numerically, i.e., they solve a discretizedversion of the real world problem (where the objects areconstructed by small blocks called mesh cells). To eachmesh cell, a set of unknowns is assigned, and the MaxwellEquations are then numerically solved by a computer code.Figure. 1 shows a simple idea, where the object to besimulated is divided into a set of mesh cells (called grid),and each cell has its edges and faces associated withelectric and magnetic fields and fluxes.

There are many alternatives to solve the equations;they can be solved in Time Domain (well suited forelectrically big problems, arbitrary signals in time domainlike pulses, etc), frequency domain (adequate for high-Q structures like filters), Eigenmode Solver (for finding

the natural resonant modes of closed structures), etc.Therefore, the user needs to have a good background inEM in order to use the software to its full potential; apush-button solution in general is not possible. It promptsEM professors a challenge, since the degree of requiredknowledge goes beyond the mere problem-solving; it isnecessary a deep understanding of the physical pheno-mena behind the math.

MOTIVATION FOR THE USE OF COMPUTERMODELING IN ELECTROMAGNETICSTEACHING

Traditionally, students usually dislike courses onElectromagnetics in EE. Since they are heavily focusedin mathematics and rely on problem solving to consolidatethe learned concepts, they are quite demanding and notattractive to students. One alternative to present a betterway to visualize the physical concepts behind Electro-magnetic waves, antenna radiation, etc, is the usage ofthis kind of simulator like CST.

Mackenzie Presbyterian University has an AcademicLicense of CST MICROWAVE STUDIO™ [CST],which has been made available to both teaching andresearch activities. It is 3D suites developed to designand analyze arbitrary EM structures, like antennas,radiation problems, Electromagnetic compatibility issues,cavities, filters, etc.

Initially, for two years, during the Engineering Week( a special week aimed to present new technologies,proposals for research papers, presentation of simulationtools, etc.. with the goal of enthusiasm in the studentslearning environment and academic research.), a 4 hourworkshop was presented where the attendees (bothstudents and Professors) were introduced to the tool. Ithad a strong emphasis in the hands-on activities, so thateveryone could design and analyze simple EM structures(waveguides, antennas, dipoles, etc).

One analyzed example was of a simple WR-90waveguide, where the concept of modes was explainedin detail. The modeling was completely performed insidethe software interface, and the fields were then seen(static and animated), in colors, with great impactespecially among young students. A comparison betweena textbook field plot and the software picture was shown,like in Figure 2.

Figure 1: Picture showing the simulation scheme of a smallblock (left) divided into mesh cells (center). Each cell has aset of unknowns, found by the numerical solution of theMaxwell Equations.

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The same example presented in Figure 2 was laterextended to the design of a complete transition, betweena coaxial cable and the waveguide, a rather complexdesign in the EM field. It was accomplished (with theguidance of the instructor) even by 3rd year EE students.Naturally, many of the required background informationregarding the theory behind those devices was not knownby these students, nevertheless, they got acquainted withthe tool and were left with the feeling that Electro-magnetics could be a pleasant (and useful) discipline, inthe future. Figure 3 illustrates the final model.

FINAL GRADUATING PROJECTUSING THE EM SOFTWARE

Recently some students attended the workshop andshowed interest into using the software to do their finalproject.

The main goal was to investigate the behavior ofPatch Antennas (printed antennas on a dielectricsubstrate), trying to use analytical formulation (using theTransmission Line Method) to get a first estimate of theantenna dimensions, for the 2.4GHz range (used in WiFiservices). Later the final adjustments and a more preci-se performance estimate were found using the EMsoftware CST. Figure 4 shows the antenna picture.

The students were then faced with the problem of:

- using an approximate formulation to get a firstestimate of an electromagnetic device;

- Using professional EM software – CST.

Figure 2: Illustration of the pictures of the field provided bythe software (top) and a textbook figure [Balanis, Adv Eng],for the sixth mode inside a WR-90 waveguide.

Figure 3 (a): Final model created on CST Tool for simulation.

The idea behind these workshops was, among otheractivities, presenting the tool for both the Professors andstudents, therefore making the public aware of theopportunities related to its use. To own our surprise, someof the professors were really excited into getting it usedin their classes, whereas others were also excited withthe possibility of developing small projects in partnershipwith companies in the segment. It may be a sign of anew paradigm that needs to be addressed, of a changein the traditional textbook classes still taught.

Figure 3 (b): Complete transition of a WR-90 waveguide anda coaxial connector, the mesh (top) and cut views.

Figure 4: Picture of the antenna model. The geometry (me-tal) is resonant depending on its length. The substrate wherethe antenna is printed on a dielectric substrate backed by ametal layer (ground plane). The red plane symbolizes the

antenna input.

76

- Analyzing the results that show the performanceof an antenna and the relationship of some antennaparameters, like dimensions, dielectric characte-ristics, among other.

It is relevant to stress that the amount of knowledgerequired understanding the aforementioned antenna designis not simple, especially for an EE undergrad student.There are many concepts that many times are explainedvery briefly in Electromagnetics courses, and the currentcircuit view of EE is too simplistic to enable the correctapproach in EM passive device design. When one speaksabout current and voltages in Low Frequency (easilymeasured with instruments like voltmeters), in highfrequencies (above 400MHz) one speaks about waves.The methods of measurement and performance analysisare completely different than that from the circuits.

As can be seen, even without all the theoreticalconcepts furnished, if the student has a conceptual basisfor reasonable about it, it can under certain guidelines,develop and evaluate electromagnetic structures suchas antennas, among others.

As an example of the obtained results, Figure 5 showsthe final simulated design responses for the 2.4 GHzantenna studied.

Figure 5: Top: S11 response of the antenna (Resonant frequency). Lowest S11 implies on Highest energy effectively transmitted.Bottom: Far field plot in 3D of the wave transmitted by the antenna. The red area on the top shows the area where the radiationis maximum.

And it is also relevant to comment, that since the lastworkshop made in the last August, many students wereshowed interest in participating in studies and simulationsusing this electromagnetic simulation software.

OTHER ACADEMIC PROJECTSUSING THE EM SOFTWARE

Recently, other interesting topics were discussed asoptions to be studied and developed at the MackenziePresbyterian University, in order to create an environ-ment of research and applied studies in the field ofelectromagnetism.

Among various options evaluated, we present brieflythe following proposals that appeared more viable, andthe learning gains that can generate for both teachersand students as a result.

i. Smith Chart – Understanding concepts withInductive and Capacitive factor corrections

The Smith Chart is one of the most used tools foranalyzing the characteristics of transmission linesimpedance, identifying possible capacitive or inductivefactors undesirable.

77

Generally, during the engineering courses, theseconcepts are presented to the students just in theoreticalexamples, and except those cases where these studentshave some experimental activities at the laboratory, itwill be difficult to have another opportunity for seeingthe Smith Chart used in real problems.

During one of the internal training of the CST Tool,at the Mackenzie Presbyterian University, manyexamples bring up these usages of Smith Chart to solvetransmission lines problems, during the project of somewire antennas.

The most relevant item that deserve to be mentionedhere, is that with the graphic interface of CST, theseSmith Chart analysis were done in a really friendly way,creating as consequence, the idea of implement someexamples using CST , during the theoretical classes, tryingto put the students more excited with this important topicof analyses.

Bellow, Figure 6 shows that it is possible to see oneexample of this graphic interface of CST Tool, duringthe line impedance analyses.

As can bee seeing, the system was initially capacitive,but after the implementation of an inductive element(what can be made easily), the line impedance can becorrected in order to be just real, i.e., pure resistive.And finally, this real impedance can finally be correctedto 50 Ohms. The most important issue to be mentionedhere is that all these steps can be made easily and witha very friendly interface, bringing back the attention andinterest of the graduating students.

Figure 6: Impedance Analysis at CST.

ii. Antennas parameters analyses and simplepractical designes

Its is known among the electrical engineers, that theantenna theory is one of the most complex topics of theengineering courses, because of the great number ofequations and concepts presented during the theoreticalcourses.

Consequently, many students lose their interest forthis topic, and some times it is difficult to find one ofthem excited to the idea of developing any research oracademic project related to the antennas.

On the other hand, it is known that nowadays it isvery common to find new electronic equipments, usingsmall size antennas, especially in devices like cell phones,smart phones, notebooks, among others.

This new demand for wireless technologies, and sizesincreasingly reduced, created a new interest in the studyof antennas and miniaturized RF devices. Thus, theMackenzie Presbyterian University evaluated thepossibility of joining this new technological (whichrequires further studies on antennas and RF devices)with the ease of CST on exhibit concepts and practicesin the study and design of these devices. The excellentgraphic interface of CST, coupled with its versatility incommunicating with other software used in engineering,for example, Matlab, gave students a new sense ofinterest in this area of study, showing that even withoutmuch practice in all mathematical equations, it is possibleto design simple structures, and most importantly,understand the physical concepts related to the mainparameters of the antennas. Below is presented in Fi-gure 7, for example, the gain of a dipole antenna (Valueof xx dB) which can be compared with Figure 8, whichshows the same gain calculated in theoretical book(Balanis). And can be mentioned here, that just filladjustments could be made at the antenna structure, forachieve theoretical and simulated values very similar.

This is just one among countless other examples inthe CST, which allows various parameters of theantennas can be evaluated and compared with theoreticalvalues, for better student learning and teachers.

iii. parameter analyses of rf devices

Well far from exhausting the many possibilities forstudies of devices and designs of RF structures, ispresented below, other possible examples of analysis with

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Figure 7: CST graphic interface showing the dipole antennagain.

Figure 8: Theoretical calculation of the dipole antenna gain,presented at the textbook figure [Balanis, Adv Eng] [3]

the tool electromagnetic CST. It is noteworthy that forall the topics mentioned above, this tool has a vast libraryof information on your Menu-Help.

a. Sar Analysis

This feature allows the tool analyzes the influence ofelectromagnetic waves in the human body, being a subjectof great current relevance in the scientific world.

With the advancement of nanotechnology, particularlyrelated to wireless communication systems, many studieshave been developed by researchers and companies inthe industry, as commented by FCC (FederationCommunication Communities).

Following Figure 9 shows the graphical user interfacewhere CST analysis on this subject can be made.

b. Connectors and device endings

A common mistake when designing RF devices suchas antennas is to analyze the device alone, i.e. withoutworrying about the real situation in which connectorswill link the device to the transmission circuits to whichthey belong.

Figure 9: Template for SAR and Mobile Phone Analysis onCST tool.

And in these cases, if careful analysis is not doneproperly, the performance of these devices can bedamaged.

To facilitate these tests, the CST has already preparedsome models of connectors, which speeds up the studyof the effects without losing time in the design of these(often laborious to manufacture).

Additionally, its menu-help has good tips for analysisand adjustment of the prototype with the real situation.

The Figure 10 that follows illustrates these kind ofanalysis in the CST.

Figure 10: Top: Coaxial connector template. Bottom: Multipinconnector template

79

CONCLUSION

As can be seen, computational tools such theSimulation Software (CST) are excellent allies in thedesign of devices for both teachers and forundergraduates and graduate students. Moreover, thesesoftwares have also become allied with the theoreticalclasses, so that examples and concepts can be treatedin a didactic and friendly way, attracting the attentionand interest of students and teachers for this area ofresearch, regarding RF devices.

ACKNOWLEDGMENT

We would like to thank specially the laboratoryassistants of Mackenzie Presbyterian University, whohelped us to install the software, and organize all thestaffs related to these initial projects.

We also thank the Engineer Edson Barros whocreated this important position at the MackenziePresbyterian University, bringing the Alice software, newspecialists and opening this important academic event.

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[4] FCC, Federation Communication Communities.http://www.fcc.gov/oet/rfsafety/sar.html.

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Autor Artigo

Adriana Benanti 49

Andréa Zotovici 7

Angela Hum Tchemra 17

Antonio Marcos Ferraz de Campos 63

Carlos Eduardo Dantas de Menezes 7

Carlos E. Xavier 49

Carolina Santos 49

Danielle Cordeiro Pedrosa 11

David Oliveira 49

Débora Santos 49

Dennis Floripes Becker 29, 35

Edson de Almeida Rego Barros 1, 25, 29, 35

Edson Tafeli Carneiro Santos 63

Fabio Lazaro 49

Heinrich Fonteles 49

Hendrix Santos 49

Hsiu Chen 49

Jason Jefferson Cristian de Castro Pires 45

Jorge Ferreira Franco 55

Julia Silva 49

Lenize Villaça 49

Lincoln Cesar Zamboni 25

Marcel Freitas 49

Marcelo Bender Perotoni 63

Marcos Stefanelli Vieira 67

Melanie Lerner Grinkraut 1, 17

Osvaldo Ramos Tsan Hu 1, 25, 39, 45

Paulo Alves Garcia 1, 25, 63

Raphael de Oliveira Cardoso 29, 35

Raquel Cymrot 1

Renato Aparecido de Farias 55

Renato Oliveira de Pinho 29, 35

Rita C.Coppola 49

Robson Alves Ribeiro 39

Rodolfo Almeida 49

Roseli de Deus Lopes 55

Sandra Escudero 49

Sergio Vicente Denser Pamboukian 7, 25

Sidney Aparecido Somera Junior 39

Stella Maris Pompeo Batista 39

Relação de Autores dos artigos técnicos

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Fundo Mackenzie de Pesquisa

O Fundo Mackenzie de Pesquisa, abreviadamente MACKPESQUISA, tem como objetivo básico incentivar aprática da investigação, pura e aplicada, financiando projetos de pesquisa de interesse institucional, de acordo com aviabilidade econômica do Fundo e relevância científica do projeto, em conformidade com o caráter confessional daInstituição. Destina-se ao financiamento de atividades de pesquisa e correlatos, atendendo pesquisadores e alunos daUniversidade Presbiteriana Mackenzie ou do Instituto Presbiteriano Mackenzie, que preencham os requisitos para aconsecução da atividade de pesquisa. Foi criado pelo Conselho Deliberativo do Instituto Presbiteriano Mackenzie pormeio da Resolução 01/1997 e deliberação CD/IPM 001/2004 e é regulado por regimento próprio.

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• Projetos de Pesquisa;

• Organização de Reuniões Científicas ou Tecnológicas;

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