jose travado 2012

Download Jose travado 2012

If you can't read please download the document

Upload: jose-travado

Post on 21-Jun-2015

395 views

Category:

Education


2 download

DESCRIPTION

Impacto da utilização de elementos gráficos na aprendizagem dos fundamentos da programação informática

TRANSCRIPT

  • 1. UNIVERSIDADE DE LISBOA INSTITUTO DE EDUCAO DA UNIVERSIDADE DE LISBOA RELATRIO DA PRTICA DE ENSINO SUPERVISIONADAIMPACTO DA UTILIZAO DE ELEMENTOS GRFICOS NAAPRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAOINFORMTICAJos dos Reis Travado MESTRADO EM ENSINO DE INFORMTICA2012

2. UNIVERSIDADE DE LISBOA INSTITUTO DE EDUCAO DA UNIVERSIDADE DE LISBOA RELATRIO DA PRTICA DE ENSINO SUPERVISIONADA IMPACTO DA UTILIZAO DE ELEMENTOS GRFICOS NAAPRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAOINFORMTICAJos dos Reis Travado MESTRADO EM ENSINO DE INFORMTICATrabalho orientado pelo Professor Doutor Pedro Guilherme Rocha dos Reis2012 3. ResumoO presente relatrio procura documentar a minha experincia pedaggica obtida coma prtica de ensino supervisionada, no mbito da disciplina de Introduo PrticaProfissional 4 Informtica do Mestrado em Ensino de Informtica da Universidadede Lisboa. A experincia decorreu na Escola Secundria D. Pedro V, em Lisboa,numa turma de 10 alunos do 10 ano do Curso Profissional Tcnico de Gesto eProgramao de sistemas Informticos.Propus-me estudar o impacto que a utilizao de elementos grficos pode ter naaprendizagem da programao informtica, quer pela facilidade que a visualizaotraz sua compreenso, quer pelo maior interesse que desperta nos aprendentes.Nesse sentido utilizei a visualizao do efeito bolha do algoritmo bubblesort eadaptei a biblioteca ARToolkit, para possibilitar que os alunos aplicassem filtros simagens captadas pela cmara de vdeo manipulando uma matriz. Tambm procureitestar o efeito de tutoria agrupando os alunos em pares pedaggicos.Recolhi informao pela observao diria do interesse dos alunos, do efeito dastutorias, dos resultados das aprendizagens, por uma lista de verificao dos saberes epelas entrevistas aos alunos e ao Professor-Cooperante.A utilizao de elementos grficos revelou-se eficaz na captao do interesse dosalunos, contribuindo para uma maior aprendizagem. As tutorias tambm reforarama componente formativa das atividades sempre que tutores e tutorados estiveramconscientes e assumiram os seus papis.Palavras-chave: ensino dos arrays, didtica da informtica, visualizao, tutoria, parpedaggico. i 4. ii 5. AbstractThe present report seeks to document my teaching experience gained in thesupervised teaching practice in the class Introduo Prtica Profissional 4 Informtica of the Masters in Informatic Teaching at the University of Lisbon.The experiment took place in School D. Pedro V in Lisbon, in a class of 10 studentsof the 10th year of the Course Profissional Tcnico de Gesto e Programao desistemas Informticos.I proposed to study the impact that the use of graphics may have in learningcomputer programming, either by the facility that visualization brings to itsunderstanding, or by the greater interest it rises in the learner.In that sense I used the visualization of the bubble effect of the algorithm bubblesortand I adapted the ARToolkit library to enable students to apply filters to imagescaptured by a video camera manipulating a matrix.I also sought to test the effect of mentoring, grouping students into pedagogical pairs.I have collected information, by daily observation of students interest, of the effectof tutoring, of the learning results, from a checklist of knowledge and interviews withthe students and with the Cooperating Teacher.The use of graphics appears to be effective in capturing the students interest,contributing to better learning.The tutorials also reinforced the training component of the activities whenever tutorsand tutees were aware and took over their roles.Keywords: teaching arrays, didactics of computer science, visualization, tutoring,pedagogical pairs.iii 6. iv 7. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSndiceResumo ..................................................................................................................................... iAbstract ................................................................................................................................... iii1. Introduo ............................................................................................................................ 11.1. O Contexto da Interveno .......................................................................................... 11.2. O Planeamento da Interveno .................................................................................... 11.3. A Interveno............................................................................................................... 21.4. Estrutura Interna do Relatrio...................................................................................... 22. Identificao do Local de Interveno ................................................................................. 52.1. Caracterizao da Escola e do Contexto de Interveno................................................... 52.1.1. Dimenso fsica......................................................................................................... 52.1.2. Dimenso humana..................................................................................................... 52.1.3. Dimenso pedaggica. .............................................................................................. 62.2. Identificao e Caraterizao da Turma ...................................................................... 72.2.1. Instrumentos.............................................................................................................. 72.2.2. A turma. .................................................................................................................. 112.2.3. Dados pessoais e caracterizao do contexto familiar. ........................................... 112.2.4. Dados sobre o rendimento escolar anterior e competncias acadmicas. ............... 122.2.5. Dados sobre a dimenso vocacional e a relao com o curso profissional. ............ 132.2.6. Dados sobre a competncia tecnolgica. ................................................................ 142.2.7. Dados sobre a dinmica da turma e clima de sala de aula. ..................................... 143. Enquadramento Terico da Interveno ............................................................................ 173.1. Explicao da Unidade Didtica em que Ocorrer a Interveno ................................... 173.1.1. Anlise da unidade curricular. ................................................................................ 173.2. Problematizao Relativa Temtica a Lecionar ........................................................... 213.2.1. A programao informtica. ................................................................................... 213.2.2. O ensino da informtica. ......................................................................................... 223.2.3. Problemas ou dificuldades identificadas. ................................................................ 234. Plano de Interveno .......................................................................................................... 254.1. Natureza Cientfica do Tema - Matrizes .................................................................... 254.2. A Biblioteca ARToolkit ............................................................................................. 254.3. Preparao para a Interveno ................................................................................... 274.4. A Aprendizagem Baseada em Problemas .................................................................. 304.5. A Organizao Social dos Alunos ............................................................................. 31v 8. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS4.6. A Avaliao das Aprendizagens ................................................................................ 314.7. O Planeamento das Aulas ........................................................................................... 324.7.1. A definio dos objetivos. ....................................................................................... 324.7.2. As aulas. .................................................................................................................. 375. A Interveno ..................................................................................................................... 395.1. Descrio Sumria das Aulas Realizadas ................................................................... 396. Avaliao da Interveno ................................................................................................... 516.1. A Metodologia ........................................................................................................... 516.2. A Recolha de Dados ................................................................................................... 526.2.1. A observao das aulas. .......................................................................................... 536.2.2. A avaliao dos alunos. ........................................................................................... 556.2.3. A entrevista aos alunos. ........................................................................................... 576.2.4. A entrevista ao Professor-Cooperante. .................................................................... 587. Reflexo ............................................................................................................................. 597.1. Concretizao dos Objetivos ...................................................................................... 607.2. A Organizao Social ................................................................................................. 617.3. A Integrao dos Recursos Grficos .......................................................................... 627.4. O Cumprimento do Plano ........................................................................................... 638. Consideraes Finais .......................................................................................................... 65Referncias ............................................................................................................................. 67Lista de anexos ....................................................................................................................... 71 vi 9. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSndice de IlustraesIlustrao 1 - As fontes para a caraterizao da turma............................................... 10Ilustrao 2 - Os papis do professor, grupo e aluno ................................................. 30Ilustrao 3 - Matriz de pixis.................................................................................... 40Ilustrao 4 - Distribuio dos alunos pela sala de aula............................................. 41Ilustrao 5 - Visualizao das coordenadas de uma matriz ...................................... 44Ilustrao 6 - Visualizao das coordenadas de uma matriz anteriores rotao de90 .............................................................................................................................. 44Ilustrao 7 - O efeito de imagem[x][[y]=imagem[y][x] ........................................... 46Ilustrao 8 - O efeito grfico do algoritmo bubblesort ............................................. 47Ilustrao 9 - O efeito fantasma ................................................................................. 48Ilustrao 10 - A investigao-ao no professor. Fonte: Tripp (2005) .................... 52ndice de TabelasTabela 1 - Distribuio de alunos do ensino bsico ..................................................... 6Tabela 2 - Distribuio de alunos do ensino secundrio .............................................. 6Tabela 3 - Matriz de especificao com indicao das estratgias ............................ 36Tabela 4 - Lista de verificao de saberes ................................................................ 50Tabela 5 - Avaliao dos alunos .................................................................................. 56 vii 10. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSviii 11. 1. Introduo1.1. O Contexto da Interveno O presente relatrio surge no mbito da disciplina de Introduo PrticaProfissional 4 Informtica do Mestrado em Ensino de Informtica da Universidadede Lisboa. Nele descrevo a preparao e realizao da interveno que compe aprtica pedaggica supervisionada realizada entre os dias 1 e 9 de maro de 2012 Esta interveno foi realizada em Lisboa, na Escola Secundria D. Pedro V[ESDPV], numa turma de um curso profissional de informtica onde tive aoportunidade de desenvolver grande parte do trabalho de preparao, de conhecer ascaratersticas dos alunos, do gosto que tm pela disciplina e das capacidades que tmpara a programao informtica, recolhendo a informao nos documentos oficiais,assistindo a uma aula do Professor-Cooperante e em entrevistas com os professores.1.2. O Planeamento da Interveno Conhecidas as caratersticas dos alunos foi necessrio analisar os objetivos eos contedos programticos. Respondida a pergunta a quem?, faltava analisar oqu? para decidir o como. Recorri a autores como Klein e Birzea para interpretaro programa da disciplina e definir a operacionalizao dos objetivos pedaggicos. De seguida, procurei documentao que explicasse as dificuldades que osalunos sentem na aprendizagem da programao informtica e que tenho verificadoao longo da minha experincia de professor. A explicao para o desinteresse dos alunos na aprendizagem dosfundamentos da programao est nas estratgias de ensino que no envolvem osalunos na informtica atual, utilizando recursos obsoletos (Chastine & Preston, 2008;Martins & al., 2002). A questo que penso ajudar a esclarecer na minha interveno qual oimpacto que a utilizao de elementos grficos tem na aprendizagem dosfundamentos de programao. Com este objetivo utilizei uma biblioteca criada para odesenvolvimento de programas com a utilizao da realidade aumentada, conhecidapor ARTOOLKIT. 12. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Planifiquei seis aulas de noventa minutos com o objetivo de consolidar osconhecimentos que os alunos j tinham das estruturas de dados estticas e introduzira sua ordenao. Estas aulas foram baseadas no desenvolvimento de filtros para asimagens captadas pela cmara de vdeo que, atravs de uma adaptao da bibliotecaARToolkit, eram acessveis aos alunos na forma de uma matriz de pixis.1.3. A Interveno Adotei a estratgia de propor aos alunos o desenvolvimento dos filtros emforma de problema, orient-los quando surgiram impasses e quando os erros deconceo ou de sintaxe os impediam de avanar. Os alunos foram organizados empares pedaggicos na forma de tutorias, juntando alunos que apresentavamnormalmente menor desempenho com outros com mais competncias. Os alunosforam avaliados pelas suas atitudes, empenhamento e pelas solues apresentadas. Atravs da discusso em grupo os alunos estudaram algoritmos para ainsero ordenada de elementos num vetor e para a ordenao de vetores. Para osavaliar, entrevistei-os individualmente para verificao de saberes. De uma formageral os alunos mostraram facilidade na compreenso destes conceitos. A avaliao da interveno foi feita pelos resultados conseguidos nasaprendizagens e pelas opinies dos alunos e do Professor-Cooperante. Todasapontaram no sentido de que houve impacto da utilizao de elementos grficos nasaprendizagens dos alunos.1.4. Estrutura Interna do Relatrio Para alm desta introduo, o presente relatrio constitudo por mais setecaptulos. No segundo captulo apresentada a Escola Secundria D. Pedro V, osseus traos gerais, a sua localizao, a identificao da disciplina e da turma ondedecorreu a interveno e os instrumentos para a recolha de dados. No terceiro captulo fao o enquadramento terico da interveno. Neledescrevo a unidade didtica, analiso o programa, a problemtica volta da temticaque lecionei e os problemas relacionados com o ensino da programao informticade uma forma geral. 2 13. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS no quarto captulo que abordo a natureza cientfica especfica das aulas quelecionei. Apresento os recursos que utilizei, nomeadamente a biblioteca ARToolkit,as estratgias de ensino utilizadas, a organizao dos alunos, explico as estratgias deavaliao e apresento a planificao das aulas. No quinto captulo descrevo a interveno, as tarefas realizadas em cada aula,as dificuldades apresentadas pelos alunos, as alteraes planificao, as soluesencontradas, a atitude dos alunos perante as diferentes tarefas e situaes e osresultados observveis. No sexto captulo descrevo as metodologias de avaliao e de recolha dedados desta interveno e apresento os resultados da observao das aulas, daavaliao dos alunos e das entrevistas com os alunos e com o Professor-Cooperante. No stimo captulo fao a reflexo sobre a interveno, o cumprimento dosobjetivos, os resultados alcanados e a importncia que esta experincia e todo omestrado tem sobre a minha futura prtica profissional. Concluo com algumasconsideraes finais.3 14. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS4 15. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS 2. Identificao do Local de Interveno2.1. Caracterizao da Escola e do Contexto de Interveno A Escola Secundria D. Pedro V situa-se no concelho de Lisboa, na freguesiade Nossa senhora de Ftima. A sua rea pedaggica, isto , a regio de captao dealunos, abrange as freguesias de Nossa Senhora de Ftima e So Domingos deBenfica, com uma populao a rondar os 50000 habitantes. uma regioprivilegiada nos acessos por ser servida por comboio, metro e autocarro. 2.1.1. Dimenso fsica. A escola beneficiou de interveno no mbito do Programa de Modernizaodo Parque Escolar em 2008, tornando-se num espao moderno e adequado para oensino. Distribui-se por cinco edifcios numa rea total de 7624 m2. Num dosedifcios, denominado A3, encontram-se quatro salas TIC preparadas para alecionao prtica da informtica e ainda uma oficina de informtica para as aulasprticas de hardware e redes (ESDPV, 2009a). 2.1.2. Dimenso humana. Neste ano letivo de 2011-2012 encontram-se inscritos na Escola SecundriaD. Pedro V 1314 alunos, sendo que, 1077 so do ensino secundrio e 237 do ensinobsico e possui um corpo docente composto por 164 Professores (18 de Informtica)dos quais 45 so contratados (trs de Informtica). Enquanto o ensino bsico oferecido apenas aos alunos da sua reapedaggica, a captao para o ensino secundrio no tem limites geogrficos derecrutamento e como a escola se situa junto a uma estao dos comboios que servemas linhas de Sintra e a da Fertagus, tem alunos do ensino secundrio oriundos de umafaixa estreita mas extensa entre Setbal e Sintra. A Escola Secundria D. Pedro Vcontinua a dar prioridade oferta cientfico-humanstica, complementada com ofertatcnico-profissional de qualidade. (ESDPV, 2009a).5 16. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Regular = 213 alunos EFA = 24 alunos 7 ano8ano9anoB2 +3 7877 58 24Tabela 1 - Distribuio de alunos do ensino bsico Regular Tecnolgico Regular CHRecorrente Profissional EFAAno10 111210 11 12 12 3Alunos 5824 17 198 173 118 91129 70 55 144Tabela 2 - Distribuio de alunos do ensino secundrio2.1.3. Dimenso pedaggica.O Projeto Educativo de Escola [PEE] afirma que a taxa de abandono escolar inferior a 1% e o sucesso escolar superior a 85 %. Para estes valores contribuem: A deteo precoce do problema de absentismo do aluno; A ateno do professor situao do aluno;A comunicao com o Diretor de Turma;A ao concertada do Conselho de Turma com vista resoluo do problema. (ESDPV, 2009a).De acordo com o Projeto Curricular de Escola [PCE] (ESDPV, 2009b) o processo de ensino/aprendizagem deve centrar-se na atividade do aluno. Este deve observar, ensaiar, analisar, comparar, relacionar, formular hipteses, argumentar e pesquisar. Privilegia uma aprendizagem mais experimental e mais significativa com atividades em grupo. Defende a articulao dos currculos disciplinares, a flexibilizao curricular e o reforo da aprendizagem do portugus.Acumulando com a inteno de melhorar a cooperao com o mundo do trabalho e a comunidade, o PCE (ESDPV, 2009b) aponta o desenvolvimento da6 17. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENScooperao com empresas, com a realizao de projetos comuns e com a oferta deservios por parte da escola, como um dos caminhos.2.2. Identificao e Caraterizao da Turma 2.2.1. Instrumentos. Para a minha interveno realizada em Maro de 2012 contriburam vriosmomentos de preparao, reflexo e planeamento que sintetizo neste trabalho.Estrela (1984) refere dois momentos dividindo o primeiro em trs fases: Uma primeira fase de recolha indireta de dados sobre os alunos, osprofessores, o curso, a escola e o meio, que se encontram registados nosdocumentos da escola e que me permitem conceber uma perspetiva geraldo processo da interveno; Uma segunda fase de perceo das opinies, comportamentos e atitudesque me deem uma perspetiva dos alunos e professor-cooperante emsituao; Na terceira fase fao uma interpretao e reflexo das descries dasoutras fases tentando construir uma perspetiva para a minha atuaoprofissional. No segundo momento previsto pelo autor tomam-se as decises sobre ainterveno e sobre a avaliao em situao. No possvel realizar qualquer interveno pedaggica vlida efundamentada sem o conhecimento aprofundado da realidade em que ela vai ocorrer.A nossa ao, enquanto professores, deve ser condicionada pela realidade que vamosencontrar. A organizao social dos alunos deve depender do conhecimento prviodas suas interaes, do seu comportamento. A estratgia de ensino deve dependerdos interesses dos alunos, das suas idades e das suas reaes. Caraterizar o grupo da interveno a tarefa principal do meu estudo parachegar ao aluno enquanto indivduo. Para a compreenso deste grupo tive que ocontextualizar no curso, na escola e no meio em que esta se insere. Compreender aimportncia de cada tarefa, de cada momento na sala de aula da disciplina, dadinmica usada pelos professores, dos seus resultados. Depois, individualmente, o7 18. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSaluno no seio familiar, na sua origem, no seu passado escolar, nos seus interesses eprojetos de futuro. 2.2.1.1. A recolha indireta de dados. Para obter uma macro-perspetiva de todo o processo envolvente da minhainterveno, recorri ao estudo do Dossi da Turma [DOT] e do Projeto Curricular deTurma [PCT], de forma a conhecer os alunos da interveno, do Plano deInterveno do Diretor [PID], do Projeto Educativo de Escola e do Projeto Curricularde Escola, para conhecer a escola e consultei os dados dos Censos 2011 e os stiosonline das freguesias abrangidas pela escola, para conhecer o meio que a envolve. Entrevistei tambm a Diretora de Turma para esclarecimento de alguns dadosa que no tinha acesso, como a assiduidade, as faltas disciplinares e problemas desade que no constassem dos documentos que pude consultar. 2.2.1.2. A observao de aulas. Para ter uma perceo dos comportamentos e atitudes dos alunos na sala deaula, das suas reaes, das formas de comunicao e interaes sociais aluno-aluno ealuno-professor, recorri observao de aulas do professor-cooperante. Estaobservao permitiu-me analisar as tarefas, os tempos e os espaos da aula, bemcomo os comportamentos e atitudes dos alunos, as suas interaes e formas decomunicao, permitindo-me elaborar uma estratgia e um plano de intervenoadequado ao perfil da turma e de cada um dos alunos (Estrela,1984). Embora jtivesse contactado com o professor cooperante antes de observar a 1 aula, noabordmos nenhum assunto relativo ao perfil dos alunos nem ao tipo de aulas que oprofessor costuma lecionar de forma que esta primeira observao fosse a maisdistanciada possvel, do tipo naturalista. Este tipo de observao ocorre no ambiente natural e consiste na descrio equantificao do comportamento. S a observao dos processos desencadeados emsala de aula e os seus resultados podem confirmar a fundamentao da estratgia queescolhi, pois permitem-me colocar hipteses que relacionem o comportamento com asituao (Estrela, 1984). O objetivo da observao o de fazer uma apreciao8 19. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENScrtica das interaes dos alunos: quem participa nas aulas, como o faz? Quem semostra desinteressado? Como o professor desperta o seu interesse? Que tempo dado aos alunos para intervirem?2.2.1.3. Grelha de apoio caraterizao da turma.No seria possvel desenvolver a interveno que me propus sem oconhecimento da realidade, sem conhecer o campo em que vou intervir (Estrela,1984), da a recolha de dados prvia preparao da interveno. Estes dados,muitas vezes denominados de dados mortos, precisam agora de ser interpretados luz dos objetivos que queremos que eles sirvam. Muitas questes precisaram de serrespondidas para que pudesse fazer o desenho da interveno. Em grupo de trabalho,com alguns colegas e orientados pelos nossos professores, elabormos uma grelhaque pudesse tornar inteligvel os dados reunidos na documentao consultada, nasentrevistas e na observao de aulas que inclu neste trabalho como Anexo C.Esta grelha divide as questes nas vrias dimenses que quero interpretar:A dimenso pessoal e familiar com informao sobre os dados dos alunos edas famlias que me permitiu perceber quem so os alunos, as suas origens, asdificuldades de deslocao, os apoios familiares, as condies de trabalho em casa,etc..A dimenso do rendimento escolar com informao sobre o seu histricoescolar que me permitiu perceber as dificuldades que estes alunos costumam ter, sedetm os conhecimentos prvios necessrios para o seu sucesso neste curso.A dimenso vocacional com informao sobre a sua relao com ainformtica e com a programao, que me permitiu perceber porque escolheram estecurso e at que ponto esto interessados nos seus contedos.A dimenso tecnolgica com a informao sobre o acesso e o domnio que osalunos tm sobre a tecnologia informtica.A dimenso sobre a dinmica da turma e da sala de aula com a informaosobre o decurso das aulas, as condies existentes, as prticas utilizadas, asinteraes, as atitudes e comportamentos dos alunos.Para cada dimenso, foram consideradas questes, organizadas em categorias,que orientassem a pesquisa, a recolha de dados e um conjunto de outras questes que 9 20. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSajudassem na interpretao da dimenso e permitissem a sua descrio no contextopretendido. A ilustrao 1 mostra as fontes para o preenchimento da grelha.Ilustrao 1 - As fontes para a caraterizao da turma Ilustrao 1 - As fontes para a caraterizao da turma10 21. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS 2.2.2. A turma. As turmas dos cursos profissionais, quando so compostas por mais de 13alunos, podem ser divididas em dois grupos nas disciplinas da componente tcnicado curso, como acontece com a 12 turma do 10 ano do Curso Profissional Tcnicode Gesto e Programao de sistemas Informticos da Escola secundria D. Pedro Vonde lecionei o conjunto de seis aulas da minha interveno. 2.2.3. Dados pessoais e caracterizao do contexto familiar. Esta dimenso refere-se informao de carter pessoal como a idade, aorigem, a sade, as condies de estudo ou o contexto familiar. Ela permite-meantever uma maior ou menor homogeneidade da turma, na faixa etria, nanacionalidade ou na zona de residncia. A recolha da informao foi feita, essencialmente, no Dossier da Turma ondese encontram as respostas a um questionrio realizado durante as matrculas dosalunos e complementada com a informao transmitida pela Diretora de Turma ementrevista. A idade esperada para um aluno que, sem retenes, tenha iniciado os estudoscom a idade de seis anos e frequente o 10 ano de 15 anos. A mdia das idades dogrupo de alunos em anlise de 17 anos, distribuindo-se entre os 16 e os 17 anos,excetuando um aluno que tem 19 anos. A idade acima do esperado indica,interrupo dos estudos ou retenes, dados que sero aprofundados na snteseDados sobre o rendimento escolar anterior e competncias acadmicas. O aluno com 19 anos interrompeu o seu percurso escolar durante quatro anos.Este aluno, do gnero masculino, angolano, com pais angolanos que ainda residemem Angola, foi operado cabea por trs vezes a um tumor cerebral e apresentabastantes dificuldades de concentrao e de assimilao da matria. O aluno, emborade maior idade, tem um tutor que se responsabiliza por ele. Todos os restantes novealunos so naturais de Portugal e, exceo de um aluno com me angolana, todostm pais portugueses. A escola fica situada junto de uma estao de caminho-de-ferro que serve aslinhas de Sintra e da Fertagus at Setbal. Muitos dos alunos que se inscrevem nesta 11 22. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSescola, nos seus cursos profissionais, so de concelhos com caminho-de-ferro, muitopara l do Concelho e at do Distrito onde se localiza a escola. Acresce a este fatoque a escola no distingue na sua seleo de alunos candidatos aos cursosprofissionais, o local de residncia, permitindo a formao de turmas com residnciasmuito distanciadas. Neste grupo da minha interveno um aluno mora na Quinta doConde, um na Amadora, um em Caneas, um em Porto-Salvo, um em Alfragide, umem Carnide, um na Buraca, um em Campolide e por fim um em cada uma dasfreguesias consideradas como rea pedaggica da escola: Nossa Senhora de Ftima eSo domingos de Benfica. So portanto um grupo de alunos que nunca estudaramjuntos e como moram em freguesias muito distantes uns dos outros, conheceram-seapenas neste curso. Isto faz com que sejam um grupo unido, que se mantenhamjuntos nos intervalos ou quando no tm aulas, pois no conhecem os restantesalunos da escola. Dos dados existentes de oito alunos, apenas trs alunos vivem com ambos ospais, trs vivem com um dos pais e dois dos alunos vivem com os avs. Apenas umaluno tem pais com o Ensino Superior e dois alunos tm pais com o 12 ano deescolaridade. Um aluno tem me com o 9 ano de escolaridade e outro aluno tem umpai tambm com o 9 ano de escolaridade. Dos restantes pais e encarregados deeducao no existe informao. Estes alunos afirmaram s estudar quando necessrio e apenas dois afirmaram ter a ajuda dos pais para estudarem em casa. Quanto s profisses e situao profissional dos pais, trs pais e duas mesdestes alunos encontram-se desempregados, sendo que em dois casos, ambos os paisesto desempregados. Dois Encarregados de Educao, num caso pai, noutro av,esto reformados. Trs alunos esto abrangidos pela Ao Social Escolar.2.2.4. Dados sobre o rendimento escolar anterior e competnciasacadmicas. Nesta dimenso recolhi no Dossi da Turma, no Plano Curricular de Turma ejunto da Diretora de Turma e Professor-Cooperante, os dados relativos preparaoacadmica dos alunos para este curso, analisando tambm o seu percurso escolar.12 23. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Dos nove alunos com registo do seu percurso escolar, cinco ficaram retidosduas vezes e os restantes uma vez. Apenas dois alunos j frequentaram o secundrioe um deles tinha concludo o bsico sem retenes. A professora de rea de Integrao considera que cinco dos alunos mostradesconhecimento de alguns temas genricos e dificuldades em formalizar asrespostas. Estes alunos, na sua maioria Portugueses de ascendncia portuguesa,apenas um Angolano, no tm problemas ao nvel do conhecimento informal dalngua portuguesa, por esta ser a sua lngua materna, no entanto, quatro alunos, dosquais trs foram apontados pela professora de rea de Integrao, afirmaram que adisciplina de lngua Portuguesa aquela a que tm mais dificuldades. As duas disciplinas da componente cientfica deste curso so a matemtica e aFsico-qumica. Apenas um aluno afirmou ter dificuldades a matemtica e um aQumica. Um aluno referiu ter dificuldades a Cincias e dois a Ingls. Quando questionados sobre as disciplinas com maior sucesso, dois alunosincluram a matemtica e dois a Qumica, quatro alunos fizeram referncia disciplina de Ingls e apenas um de Portugus. A Educao Fsica e ITIC tambmforam referidas por dois alunos. Na resposta a um inqurito sobre as suas capacidades de estudo em que osalunos podiam responder sim, por vezes ou no, 50% dos alunos reponderam que sodotados de curiosidade intelectual, que tm pacincia e boa memria. Na ateno nasaulas, 75% dos alunos responderam que por vezes eram atentos. Nenhum alunoindicou dificuldades em trabalhar em grupo e 85% disseram gostar de o fazer, 62,5%dos alunos afirmou no se cansar facilmente no trabalho intelectual nem o abandonarperante as dificuldades e 62,5% reconheceu que por vezes precipitado a tomardecises. 2.2.5. Dados sobre a dimenso vocacional e a relao com o cursoprofissional. Esta dimenso refere-se informao sobre os interesses destes alunos, quaisas suas perspetivas futuras de trabalho e de prosseguimento dos estudos, bem como,a motivao que levou estes alunos a frequentarem um curso profissional de 13 24. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSinformtica, com uma carga horria dedicada programao informtica a rondar as800 horas. Dos oito alunos em que foi possvel recolher esta informao, quatro esperamtrabalhar na informtica e um especificou na programao. Destes, dois queremrealizar estudos superiores, mas a maioria dos alunos afirma que ainda no sabe edois alunos so perentrios em no querer continuar os estudos aps este curso. Nos seus interesses, ocupao de tempos livres e atividades de frias, seexcluirmos sair com os amigos, ir praia e ouvir msica, apenas dois alunospartilham um interesse: a natao. Em comum tm o no gostar de ler. Nesteinteresse apenas dois em sete alunos responderam afirmativamente. Todos os setealunos que responderam indicaram gostar de msica metlica. 2.2.6. Dados sobre a competncia tecnolgica. Esta dimenso refere-se relao dos alunos com a tecnologia, objeto deestudo do curso. Todos os alunos tm acesso tecnologia em casa e a utilizamregularmente. Um dos alunos tem feito alguns jogos caseiros para telemveis,pedindo constantemente apoio ao professor por correio eletrnico e nas aulas. Noexistem diferenas significativas no vontade que os alunos mostraram ter na suarelao com a tecnologia. 2.2.7. Dados sobre a dinmica da turma e clima de sala de aula. Nesta dimenso pretendi perceber os estilos de professor, das aulas e dosalunos de modo a poder preparar a minha interveno em continuidade. Nessesentido assisti no dia 3 de Novembro a uma aula que contribuiu para a minhacompreenso desta dimenso. Nas respostas a um inqurito sobre as suas caratersticas pessoais em que osalunos podiam responder sim, por vezes e no, 78% afirmou ter confiana em si,67% ser otimista, 77% considera que sabe respeitar os outros, 55% no desanimafacilmente, mas apenas 33% dinmico e empenhado e s 22% aceita facilmente asregras estabelecidas, 44% no gosta de dirigir e ningum afirmou que gostava de serdirigido.14 25. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Perante a pergunta do que gostam num professor, responderam, sercompreensvel e ter boa personalidade. A caraterstica que afirmaram no gostar numprofessor foi ser chato, no ter pacincia, explicar mal e ser duro. 2.3. Descrio de uma aula com o professor-cooperante A entrada na sala foi feita a horas e ordeiramente. O professor indicou-lhesque deviam sentar-se junto s secretrias que se encontram no centro da sala, pois iaprojetar uma apresentao dando continuidade apresentao da sintaxe bsica de Cj iniciada nas aulas anteriores. Durante o incio da apresentao nenhum alunointerrompeu. O professor colocou questes aos alunos incentivando-os participao. Os alunos j conheciam de outras aulas a sintaxe da linguagem deProgramao Pascal e o professor fazia comparaes entre a sintaxe de C e de Pascal,questionando os alunos. Os alunos no utilizaram nenhum recurso para tomar notasmas estiveram sempre atentos. Dois dos alunos participaram muito respondendo squestes e colocando dvidas. Outros dois alunos tambm fizeram algumasparticipaes embora em menor nmero. Entretanto o professor foi questionando osoutros alunos trazendo-os participao. Quando o professor lhes mostrou asfunes matemticas mostraram-se assustados. A segunda parte da aula foi preenchida com a realizao de uma ficha nocomputador. Alguns alunos tiveram dificuldades em iniciar a aplicao Dev C++utilizada para a edio e compilao dos cdigos em C e o professor ajudou-os. Oprofessor pediu a um aluno para ir realizar os exerccios com outro que mostravamais dificuldades.15 26. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS16 27. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS 3. Enquadramento Terico da Interveno3.1. Explicao da Unidade Didtica em que Ocorrer a Interveno A programao informtica no uma tarefa simples. O caminho passa porcentrar o ensino no aluno tornando-o parte ativa e responsvel pelas suasaprendizagens. O programa das disciplinas de linguagem de programao no ensinosecundrio sugere estas abordagens construtivistas, propondo a aprendizagembaseada em problemas como uma das estratgias para a sua lecionao, num cursoque se quer mais prtico e de carter experimental. 3.1.1. Anlise da unidade curricular. O Curso Profissional Tcnico de Gesto e Programao de SistemasInformticos foi criado pela portaria 916/2005 de 26 de Setembro. Comtempla umacarga horria presencial de 3100 horas e apresentado com um elenco de atividadesque o tcnico nele formado deve ter a competncia de desenvolver. Este conjunto deatividades muito alargado e abrange muitas reas especficas da informtica, quevo desde o hardware e das redes, programao de base de dados e de aplicaespara computador, para servidores, ou para disponibilizar online, prevendo as suasdiferentes fases: planeamento, modelao, desenvolvimento e manuteno. Estas reas vo ser objeto de estudo nas disciplinas de formao tcnica, ondese destaca a disciplina de Programao de Sistemas Informticos, que concentra oscontedos relativos aos fundamentos da programao, no mbito dos paradigmasimperativo, procedimental e orientado a objetos e ainda a modelao de dados, acriao e a manuteno das bases de dados. Esta concentrao de contedos numa disciplina com um tempo previsto de632 horas em aulas presenciais, que em outros cursos se encontram divididos, talveztenha o objetivo de no centrar tanto o curso nos contedos, como tende a acontecerna diviso por disciplinas e por professores, dando alguma oportunidade ao diretordo curso e ao professor da disciplina, de a centrar nas necessidades da sociedade e domundo do trabalho onde os formandos vo exercer estas atividades (DGVF, 2005). O programa da disciplina descreve as finalidades, as competncias, asorientaes metodolgicas e os contedos. 17 28. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Klein (1985) prope que as opes de desenho curricular contemplem oscontedos, os alunos e a sociedade. Todas estas fontes devem estar interligadas nosseus objetivos mais gerais de forma a produzirem um currculo equilibrado. Dado ocarter profissional do curso, era de prever que fosse o aluno e a sociedade aprincipal fonte do seu currculo. Um dos pontos de partida para a operacionalizao das finalidadesdiscriminadas no programa parece ser as competncias, apontando para aformao com desenvolvimento de aptides, numa ao de longo prazo(Birzea, 1986). Fomentar competncias no planeamento e apresentao de soluesinformticas Promover as prticas de diagnstico e a correo de falhas nofuncionamento de sistemas informticos. O estudo da semntica de linguagens, da tcnica de implementao deinterpretadores, abrangendo as linguagens funcionais, imperativas eorientadas a objetos. Fomentar a capacidade de compreender as tcnicas bsicas deimplementao de linguagens de programao existentes Desenvolver a capacidade de anlise de problemas reais da rea dainformtica. Desenvolver a capacidade de estruturar solues com sistemas deinformao adaptados aos problemas reais. Desenvolver a capacidade de analisar de forma objetiva as linguagens deprogramao existentes. Fomentar o interesse pela pesquisa, pela descoberta e pela inovao faceaos desafios da sociedade do conhecimento. Ser capaz de desenvolver solues de software que permitam colmatar asnecessidades verificadas no mundo real (DGVF, 2005). Com o objetivo que a educao nunca seja interrompida: A sensibilizao para uma aprendizagem ao longo da vida, a promoo dasua autonomia, da criatividade e da responsabilidade. (DGVF, 2005). De seguida o programa especifica as competncias a desenvolver nos alunos:18 29. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Efetuar a anlise e desenvolvimento de sistemas de informao Conceber algoritmos atravs da diviso dos problemas em componentes Desenvolver, distribuir, instalar e efetuar a manuteno de sistemas informticos. Saber escolher a arquitetura da soluo mais adequada ao problema. Saber escolher e adequar as solues tecnolgicas aos problemas a resolver. Gesto do desenvolvimento de um projeto. Utilizar as potencialidades e caratersticas das bases de dados relacionais () Desenhar e construir uma base de dados relacional (DGVF, 2005). Embora algumas possam incidir mais no processo de aprendizagem: Estimular o raciocnio lgico. Estimular a reflexo, a observao e a autonomia (DGVF, 2005). O fato do programa discriminar as competncias e abordar as finalidades naperspetiva das aptides, das habilidades e das atitudes (Birzea, 1986) sugere o alunocomo fonte deste currculo. Cabe-me enquanto professor contextualizar o extensoelenco de contedos que o programa exibe, com vista s competncias pretendidas. Os contedos esto distribudos por 16 mdulos e trs mdulos opcionais. Osprimeiros sete mdulos so dedicados aos fundamentos da programao, o primeirocom o ensino de algoritmia utilizando pseudo-cdigo e fluxogramas. Segue-se acompreenso da estrutura de um programa, das variveis, das estruturas de deciso ede repetio. No terceiro mdulo, os alunos devem adaptar a sua programao aoparadigma procedimental. Com o quarto mdulo so introduzidas as estruturas dedados estticas com a manipulao de vetores, matrizes e strings, seguido dasestruturas de dados compostas e das estruturas de dados dinmicas. Os fundamentosda programao so concludos com a aprendizagem de manipulao de ficheiros nostimo mdulo. No oitavo mdulo os alunos devem tomar contacto com aprogramao com componentes grficos e orientada para os seus eventos (DGVF,2005). Do nono ao dcimo primeiro mdulo o paradigma de programao o daOrientao pelos Objetos. Os alunos passam a dividir os problemas em objetos, 19 30. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSusando classes e dominando os conceitos de encapsulamento e ocultao, deabstrao, herana e polimorfismo. A aprendizagem da modelao de dados iniciada no dcimo segundo mdulo com a sua compreenso, a modelao no dcimoterceiro, a manipulao no dcimo quarto e a sua definio no dcimo quinto. Oltimo mdulo obrigatrio o de projeto onde o aluno mostre as suas capacidades naaplicao (DGVF, 2005). Existem ainda trs mdulos que o professor pode escolher de uma lista deseis. O professor pode optar por aprofundar os contedos de base de dados, daprogramao para a web, da utilizao de ferramentas CASE, da modelao desoftware, da capacidade de deteo e tratamento de erros, ou optar pela rea daorganizao e gesto de empresas ou do tratamento de imagens (DGVF, 2005). Esta forma de elencar os contedos, primeiro num nvel horizontal,discriminando as linguagens imperativas das Orientadas a Objetos e das bases dedados e vertical, hierarquizando os saberes dentro de cada paradigma, tpico de umcurrculo centrado nos contedos. A disciplina apresentada como predominantemente prtica e experimental,indicando a implementao de metodologias que utilizem a experimentao, apesquisa, o projeto e a resoluo de problemas. O professor deve centrar a lecionaono aluno com estratgias motivadoras e que o envolvam nas suas aprendizagens.Estas estratgias do professor enquanto facilitador de aprendizagens, promovendo aexperimentao so, segundo Klein (1985), centradas no aluno e enquanto focadas naresoluo de problemas, com a participao do professor, centradas na sociedade. Assuas propostas enquadram-se nas estratgias definidas pela ESDPV no PCE queprivilegia uma aprendizagem mais experimental e defendendo a flexibilizaocurricular (ESDPV, 2009b). A avaliao proposta pelo programa reflete as trs fontes. Quando resultantedos testes tem a sua fonte nos contedos. Quando prope a autoavaliao, a avaliaoda sua capacidade de investigar e de mobilizar conceitos e da sua capacidade dedesenvolver trabalho em grupo tem a sua fonte na sociedade. Mas quando propeque a avaliao seja formativa, decorrente da natureza eminentemente prtica eexperimental da disciplina, com anotao da progresso dos alunos, a sua fonte oaluno.20 31. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSA estruturao do tempo tem a sua fonte nos contedos. Das 632 horaspresenciais previstas para a disciplina, 542 esto distribudas pelos 16 mdulos debase e 90 horas so destinadas aos trs mdulos de opo, cujos temas devem serescolhidos face s reais necessidades dos alunos e do mercado de trabalho mas sendoo professor a decidir e no os alunos.As atividades propostas so de projeto e de experimentao mas semprerelacionadas com os contedos. No esto previstas atividades planeadas pelosalunos.Os recursos apresentados so pouco diversificados: Computador, Internet,Projetor e Manuais Escolares.3.2. Problematizao Relativa Temtica a Lecionar3.2.1. A programao informtica.O processador de um computador apenas entende sinais eltricos (nveisde voltagem) que percorrem os circuitos que o constituem. Esses sinaisso codificados de modo a representarem os dgitos binrios- zeros e uns.{} Aos dgitos binrios costume chamar bits. (Azul,1995, pp. 12-13).Um programa de computador executa instrues e manipula dados. Omicroprocessador que o ncleo das funcionalidades reconhece poucas instrues,extremamente simples, a maioria relacionada com a movimentao dos dadosbinrios da memria. O formato das instrues tambm binrio e vulgarmenteconhecido como constituindo a linguagem de mquina (Siler & Spots, 1999).Estas instrues, de compreenso fcil para os processadores de umcomputador, so difceis de utilizar pelos humanos. Inicialmente criaram-semnemnicas. A cada instruo foi atribuda uma palavra-chave sugestiva, porexemplo, a mnemnica mov para mover dados da memria. O conjunto demnemnicas tem a designao de assembler, que significa montagem, e tornaram aprogramao muito mais prtica, mas mesmo assim difcil de implementaralgoritmos complexos, que consistem num conjunto finito de aes com vista arealizar uma tarefa. Um programa previamente feito a que se chamou assembladorconvertia essas mnemnicas para a linguagem de mquina (Azul,1995).21 32. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS As linguagens de programao pretendem facilitar a realizao destas tarefas,dando ao programador a possibilidade de utilizar a linguagem natural, geralmente oingls, para codificar os programas, mas tambm permitindo-lhe utilizar um tipo deraciocnio semelhante ao que utilizamos na resoluo de algoritmos, com aintroduo de estruturas no cdigo que permitem controlar o fluxo dos programas. 3.2.2. O ensino da informtica. Para Dijkstra (1982) programar a atividade, de entre todas, a que maisenvolve a habilidade de raciocinar. A programao baseia-se em instrues e dados. A relao com os dadosexige uma importante capacidade de abstrao. No desenvolvimento de um programaque some dois nmeros, o programador no sabe que nmeros vo ser somados. Aaplicao tem de somar quaisquer nmeros. Numa aplicao para filtrar imagens, queimagem deve ser filtrada? O programador no sabe, tem de conseguir programar paraqualquer imagem. Existem diferentes nveis de abstrao na programao e este at um termotcnico da programao informtica. Quando perante uma estrutura de dadoscentralizada, encapsulamos, como numa caixa preta, as operaes a efetuar sobreeles de forma a solucionarem um problema, trata-se de uma abstrao algortmica.Quando modulamos uma estrutura de dados, de forma a encapsular quer o algoritmoquer os dados, de forma a que no sejam visveis noutros mdulos, chamamos-lheTipo Abstrato de Dados [TAD] (Rocha, 2008). medida que novos paradigmas deprogramao tm surgido, novas formas de abstrao implementam, como aabstrao do mundo real atravs do encapsulamento em objetos, ou das caratersticasde um sistema atravs do encapsulamento em assuntos ou aspetos (Silva, 2007). Piva e Freitas (2011) utilizaram com sucesso exerccios para odesenvolvimento do raciocnio abstrato que consistiam em desenhar a partir daleitura de textos ou de notcias de jornais ou no sentido inverso, descrevertextualmente um desenho. 22 33. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS 3.2.3. Problemas ou dificuldades identificadas. A necessidade de capacidades ao nvel do raciocnio lgico e de abstraotm sido apontadas como a razo para as elevadas taxas de reprovao, dedesistncia e pelo desinteresse dos alunos pelas disciplinas introdutrias deprogramao (Piva & Freitas, 2011). Acresce a isto a pouca motivao que osprogramas, as linguagens e os ambientes de programao utilizados na sualecionao oferecem, quando do conhecimento dos alunos que existe um lequealargado de outras opes mais interessantes e que tm mais a ver com a sua vida dodia-a-dia e com o seu ambiente social. Sentindo este problema, nos cursos deEngenharia Informtica e de Computadores e Engenharia de Sistemas deTelecomunicaes e Eletrnica do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa[ISEL], Martins et al. (2002) propem uma nova metodologia baseada na utilizaoda linguagem JavaScript, no contexto dos documentos HTML, podendo assimutilizar na lecionao os mesmos recursos que os alunos utilizam em lazer eutilizando elementos grficos que permitem associar a explicao de (o que faz)com (o que v feito). Ainda assim, nos cursos profissionais do ensino secundrio, com alunos maisnovos, onde a utilizao dos elementos grficos podia dar um contributo para a suamotivao para a programao, os manuais e os professores mantm as metodologiasantigas. Nas duas ltimas dcadas a informtica, do ponto de vista do utilizador, temprogredido no sentido de lhe proporcionar melhores experincias, com maiorinterao e facilidade de uso, a que no estranho o desenvolvimento do modogrfico e da integrao multimdia nas aplicaes. Esta evoluo permitiu odesenvolvimento de ferramentas importantes para o ensino das matrias de diversasdisciplinas, reconhecendo, assim, o poder da visualizao e da interao no processode ensino/aprendizagem. Por isso para a minha interveno procurei seguir ocaminho daqueles que procuram encontrar na informtica formas de despertar ointeresse dos alunos. Chastine e Preston (2008) defendem que uma abordagem mais visual e comrecurso imagem e ao vdeo mais envolvente e por isso mais eficaz. A 23 34. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSprogramao de filtros aplicados a imagens de vdeo uma oportunidade para odesenvolvimento de competncias ao nvel de algoritmos que manipulem matrizes. A aplicao de filtros a uma imagem de modo a distorc-la ou mudar-lhe agama de cores, passa pela manipulao dos pequenos pixis que a compem. Aproposta dos autores consiste na utilizao das imagens para manipulao dos arrays,considerando que uma imagem uma matriz de pixis. Para este efeito propem a utilizao do software ARToolkit, muito utilizadono mbito da realidade aumentada, que num computador dotado de cmara de vdeoe de algumas bibliotecas da linguagem de programao C++, permite intercetar aimagem e alter-la antes de a exibir, isto , a imagem mostrada no a captada, masa alterada pela programao, aps a sua captao. A chave do sucesso est na relao imediata entre o cdigo que desenvolveme o efeito que lhes dado observar. Os alunos podem distorcer a sua imagem, fazerdesaparecer partes da imagem, detetar movimento, inverter a imagem ou criar filtrosainda inexistentes, fruto da sua imaginao e criatividade. 24 35. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS 4. Plano de Interveno4.1. Natureza Cientfica do Tema - Matrizes As linguagens de programao imperativas executam instrues e manipulaminformao que se encontram na memria. O acesso s clulas de memria onde seencontra a informao feita modelando-as em variveis. As variveis representamum local de armazenamento temporrio e tm de ter uma dimenso fixa, quecorresponda ao nmero de clulas de memria necessrias para armazenardeterminado tipo de dados. As variveis tm um nome que as designam. Um Arrayagrega em apenas um nome um conjunto finito de variveis, chamadas de elementos,do mesmo tipo, distinguindo-as por um ndice numrico que pode por sua vez estardefinido por uma varivel (Abreu, 2009; Coelho, 1999; Siler & Spot, 1998). Acede-se aos elementos de um array da mesma forma como se o faz com asrestantes variveis, mas indicando o ndice correspondente ao elemento em causa.Um Array pode ter mais de uma dimenso e cada elemento definido e acedido portantos ndices quantas dimenses o array tiver. Quando o Array tem apenas umadimenso designa-se de vetor, quando tem duas dimenses designa-se matriz. Autilizao dos elementos de um Array s deve ser feita depois de estes terem sidoiniciados. Em algumas linguagens de programao os elementos no iniciados tmum valor por omisso. Por se poder recorrer a variveis, para indicar o ndice de umelemento num Array, pode-se aceder a diferentes elementos do Array fazendo variaro valor da varivel ou variveis utilizadas para os ndices. Desta forma possvelpercorrer um Array para manipular todos os elementos recorrendo a ciclos (Coelho,1999; Siler & Spot, 1998).4.2. A Biblioteca ARToolkit A biblioteca de desenvolvimento para a realidade aumentada ARToolkit, quej se encontra na sua verso 2.72.1, foi criada por Hirokazu Kato e distribudalivremente para fins no comerciais. Esta biblioteca disponibiliza um conjunto de funcionalidades, importantespara o desenvolvimento de aplicaes que beneficiem da realidade aumentada, como 25 36. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSa possibilidade de ler e configurar os parmetros da cmara de vdeo, de capturaruma frame de vdeo, de detetar e identificar marcadores para a realidade aumentada,calculando a sua transformao relativa cmara e desenhando o objeto virtualrelativo ao marcador. Uma aplicao de realidade aumentada recorrendo biblioteca ARToolkitdeve, segundo Braga et al (2007), seguir a seguinte sequncia de passos: 1.Iniciar o caminho dos parmetros de vdeo;Ler os arquivos de padres de marcadores;Ler os parmetros de cmara. 2.Capturar uma frame da entrada de vdeo. 3.Detetar os marcadores e reconhecer os padres na frame capturada daentrada de vdeo. 4.Calcular a transformao da cmara em relao aos padres detetados. 5.Desenhar os objetos virtuais nos padres detetados. 6.Fechar a entrada de vdeo. Os passos 1 e 6 iniciam e terminam a aplicao e a sequncia de passos 2 a 5so repetidas at concluso da aplicao. A funo main inicia a aplicao (como em todas as aplicaes desenvolvidasem C). int main(int argc, char **argv) { glutInit(&argc, argv); init(); arVideoCapStart(); argMainLoop( NULL, NULL, mainLoop );return (0); } 26 37. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS A invocao da funo glutInit proporciona o suporte aos perifricos como omouse, o teclado ou o vdeo. A funo init cumpre o primeiro passo e deve serdesenvolvida no sentido de definir os parmetros da cmara de vdeo e configuraralgumas opes para a janela que vai exibir a imagem. A funo ArVideoCapStartinicia a captura do vdeo e a funo argMainLoop invocada para iniciar a repetioda sequncia dos passos 2 a 5. Recebe como parmetro um apontador para a funoonde devemos programar os passos referidos, no caso mainLoop. Podemos aquiutilizar outras funes da biblioteca, como arVideoGetImage para capturar umaframe de vdeo, arDetectMarker para detetar os marcadores, arGetTransMat quecalcula a matriz de transformao, draw que desenha os objetos grficos a introduzirna imagem e argSwapBuffers que disponibiliza uma nova frame, reiniciando asequncia. O ARTookit distribudo com exemplos que implementam estasfuncionalidades o que o torna muito acessvel.4.3. Preparao para a Interveno Com o objetivo de implementar a proposta de Chastine e Preston (2008) eutilizar a manipulao de imagens como ferramenta para apoiar a aprendizagem dasestruturas de dados estticas, decidi utilizar a biblioteca ARToolkit mas sem osrecursos para a realidade aumentada. Os passos 3, 4 e 5 referentes utilizao de marcadores devem ser adaptadospois no so necessrios, uma vez que so aes prprias da realidade aumentada. Vamos utilizar a funo arVideoGetImage que devolve um apontador paraunsigned char redefinido na biblioteca como ARUint8. Trata-se na verdade de umapontador para o primeiro elemento de um vetor que contm a imagem, a frame dovdeo. Cada pixel da imagem est representado em quatro elementos deste vetor noformato RGBA, isto , um elemento para a tonalidade de vermelho, um elementopara a tonalidade de verde, um elemento para a tonalidade de azul e um elementopara o grau de opacidade. Trata-se de um vetor com 4 *sizeX*sizeY elementos emque sizeX e sizeY so, respetivamente, o nmero de pixis da largura e docomprimento da imagem. 27 38. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS O estudo das matrizes com recurso a imagens faz sentido se os alunosacederem a cada pixel atravs das coordenadas do tipo coluna e linha, definidas peladistncia do pixel origem situada no canto superior esquerdo da imagem. Torna-se,portanto, necessrio transformar o vetor obtido com a funo arVideogetImage deforma a transform-lo numa matriz em que cada elemento corresponda a um pixel. Para que os alunos no tenham de manipular um array de trs dimenses (aterceira dimenso necessria por causa da cor do pixel tambm ser um vetor com osvalores de RGBA) necessrio converter os valores de RGBA expressosindividualmente, para um formato diferente que os agregue. Os alunos j conhecemum destes formatos utilizados em html, em que a cor est descrita numa string comdois carateres para definir o valor hexadecimal de cada cor do formato RGB,ignorando o valor da opacidade. Um dos problemas que os alunos ainda noestudaram operaes com strings, pelo que foi necessrio preparar algumas funesque permitissem obter e alterar os valores de cada uma das cores desta string. Quando procedi aos testes com esta matriz e experimentei os filtros fantasmaou detetor de movimento, em que necessrio memorizar as matrizes de vriasframes para posterior comparao, a aplicao ficou muito lenta, tornando os filtrosineficazes. Alternativamente, preparei a aplicao para que o valor agregado dascores vermelha, verde e azul pudesse ser representado por um inteiro longo, queconsiderasse os trs algarismos mais esquerda o valor da cor vermelha, os seguintestrs algarismos o valor da cor verde e os trs algarismos da direita o valor da corazul, da seguinte forma: Cor= vermelho*1000000 + verde*1000 + azul; E cujos componentes da cor podem ser encontrados pelas seguintesoperaes: vermelho=cor/1000000; verde=(cor/1000)%1000; azul=cor%1000; Os testes correram bem com esta nova matriz. Assim as operaes efetuadasna funo mainLoop passaram a ser a criao da matriz, a invocao de uma funo28 39. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSonde os alunos devem desenvolver os seus cdigos manipulando a matriz, reproduziras alteraes que a matriz sofreu, no vetor de origem da imagem, e invocar a funoargSwapBuffers que reinicia a sequncia obtendo uma nova imagem. static void mainLoop(void) { ARUint8 *dataPtr;if( (dataPtr = (ARUint8 *)arVideoGetImage()) == NULL ) {arUtilSleep(2);return;}if( count == 0 ) arUtilTimerReset();count++;criarMatriz(dataPtr);manipularImagem();alterarImagem(dataPtr);argDispImage( dataPtr, 0,0 );argSwapBuffers();} A explicao do cdigo simples. Obtm-se um apontador para o incio dovetor que contm a imagem, ou aguarda-se dois milsimos de segundo. Reinicia-se orelgio interno da biblioteca se for a primeira imagem obtida, de seguida invoca-se afuno criarMatriz que cria a matriz para os alunos manipularem e invoca-se afuno manipularImagem onde os alunos devem desenvolver os seus cdigos. Afuno alterarImagem faz refletir no vetor original da imagem as alteraes que osalunos fizeram, de modo que atravs da funo argDispImage, invocada de seguida,a imagem seja exibida no ecr. Foram ainda preparadas um conjunto de funes para ajudar os alunos amanipular as cores dos pixis: int obterAzul(long cor); int obterVerde(long cor); int obterVermelho(long cor); long alterarAzul(long cor,int azul); long alterarVerde(long cor,int verde); long alterarVermelho(long cor,int vermelho);29 40. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS4.4. A Aprendizagem Baseada em Problemas A estratgia de aprendizagem por problemas baseia-se no estmulo dadescoberta que a soluo de um problema pode dar ao aluno. Faz parte de umconjunto de estratgias ativas, onde o aluno o protagonista e tem, sob orientao, aresponsabilidade de aprender. Com esta estratgia pretende-se aliar a prtica daresoluo de problemas reais aprendizagem dos conceitos tericos. O problema aresolver deve ser srio, comum na vida real, abranger uma ampla rea de contedos eser interdisciplinar (Neves, 2006). Para Abreu e Loureiro (2007) a aprendizagem por problemas que desde asegunda metade do sculo passado tem sido adotada por vrias instituies de ensinosuperior, envolve problemas abrangentes, com muitas solues, que por sua veztrazem novos problemas e novas oportunidades de aprendizagem. Tenta-se imitar oambiente de vida profissional real em que as solues no so evidentes, pelocontrrio so confusas, por vezes enigmticas, dando maior sentido e valor suadescoberta. Ilustrao 2 - Os papis do professor, grupo e aluno A estratgia que vou utilizar desvia-se da aprendizagem baseada emproblemas, na medida em que vou utilizar problemas estruturados, direcionados parauma soluo nica, com o objetivo de ajudar os alunos a descobrirem os conceitos 30 41. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSnecessrios para executar determinadas tarefas. Os problemas so colocados pormim, que os clarifico luz dos contedos necessrios para a sua soluo. Aresoluo do problema passa pelo treino necessrio para a aquisio dascompetncias previstas, como com um exerccio. Podem-se resumir as interaes noesquema reproduzido na ilustrao 2.4.5. A Organizao Social dos Alunos A forma como os alunos se organizam para realizar as tarefas deste cenriotambm pode ser uma fonte de crescimento e aprendizagem. O trabalho em grupo oupares, organizado estrategicamente, de modo que, alunos mais ativos trabalhem eajudem alunos menos ativos, alunos com maior interesse, trabalhem com alunos commenor interesse, alunos que tenham maiores dificuldades, trabalhem com alunos commaiores competncias, pode ser uma tima oportunidade de desenvolver asaprendizagens baseadas nas interaes sociais que, segundo Vygostky e a suapropostascio-construtivista, proporcionam situaesde aprendizagem,especialmente quando os alunos apresentam um nvel de desenvolvimento diferente. Neste sistema de tutoria, no s o aluno tutorado aprende atravs da ajuda querecebe, como o tutor aprende, pois ao ajudar a compreender algo, est a contribuirpara a sua melhor compreenso (Ribeiro, 2006), o que justifica a opo deste tipo deorganizao social na operacionalizao deste cenrio, com as devidas adaptaes acada turma e a cada momento concreto.4.6. A Avaliao das Aprendizagens A avaliao deve orientar as aes, sendo um momento de reflexo paraencontrar solues. um momento de dilogo e de aprendizagem mtua, permiteorientar os alunos e reorientar o plano das aulas. (Castro-Almeida et al, 1996). A avaliao diagnstica indispensvel. No possvel que os alunosconsigam compreender uma matria sem dominarem todas as matrias de que eladepende. Para a compreenso dos arrays e da sua manipulao, os alunos devemdominar as estruturas de deciso if e a estrutura de repetio for. 31 42. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS prefervel dedicar algumas aulas da interveno a rever os pr-requisitos,garantindo que eles no sejam um entrave compreenso das matrias a lecionar. Osbenefcios compensaro. Ao longo de todas as aulas os alunos devem ser acompanhados, orientados,tendo em conta as suas atitudes perante os problemas, perante as divergncias deopinio, no respeito pelo grupo, pela turma, pelo professor, aproveitando os erroscomo uma oportunidade formativa. Tambm planeei realizar uma avaliao sumativa. Ao longo das aulas fareiregisto das minhas observaes acerca do empenhamento, da participao e daatitude dos alunos. Na ltima aula avaliarei, com recurso a uma lista de verificaoprpria, as aprendizagens de cada aluno.4.7. O Planeamento das Aulas O plano das aulas foi realizado de acordo com a planificao anual e com asaulas do professor-cooperante e foi sendo alterado at ao incio da interveno deforma a se enquadrar nas suas aulas. Desta forma, embora inicialmente tivesseprevisto que estas aulas fossem o primeiro contacto dos alunos com as estruturas dedados estticas, o plano evoluiu para a sua consolidao, tendo o Professor-Cooperante introduzido o tema. 4.7.1. A definio dos objetivos. Um objetivo uma inteno, comunicada por uma declarao que descreve a modificao que se deseja provocar no estudante, declarao precisando aquilo em que o estudante se transformar uma vez seguido com sucesso este ou aquele ensino (Mager, 1969, conforme citado por Birzea, 1986, p. 24). Os contedos que devo abordar neste conjunto de seis aulas, que estodefinidos no programa da disciplina so: Declarao e manipulao de variveis do tipo arrays. Estudo de algoritmos de manipulao de arrays. Iniciao. 32 43. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Ordenao dos elementos de um array. Insero de elementos em arrays ordenados. Defini os seguintes objetivos, sua operacionalizao e avaliao: Diferenciar ndice de valor indexado num array. Este objetivo operacionalizado com a prtica de manipulao dos arrays ao longo de todas as aulas. Corresponde concretizao dos sub- objetivos: compreender o significado de ndice num array e aceder corretamente a um elemento de um array. Est relacionado com os seguintes contedos: o Declarao e manipulao de variveis do tipo array.Os elementos de um array so acedidos atravs do seu ndice quepode estar definido numa varivel. o Estudo de algoritmos de manipulao de arrays.A forma como se percorre o array para substituir valores. o Iniciao.Durante a declarao dos arrays podem ser definidos n valorespara os primeiros n elementos. A avaliao feita questionando os alunos sobre o efeito da utilizao de valores de ndices inesperados, por exemplo, qual o efeito num array se em vez de utilizar esta varivel de controlo, utilizar esta outra? e qual o valor do elemento n+1 num vetor com n elementos iniciados na declarao? Desenvolver algoritmos de manipulao de arrays. Este objetivo no foi operacionalizado no sentido dos alunos conhecerem algoritmos estabelecidos de manipulao de arrays, mas sim na sua capacidade de os desenvolver em situaes novas, como na aplicao de filtros s imagens que decorrer ao longo de cinco aulas. Est relacionado com os seguintes contedos: o Declarao e manipulao de variveis do tipo arrays.Os alunos vo necessitar de declarar vrias variveis do tipo arraye copiar os seus elementos. o Estudo de algoritmos de manipulao de arrays.A aplicao de filtros nas imagens. 33 44. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS A avaliao feita pela observao das discusses em grupo e pela mestria com que os alunos desenvolvem os filtros. Compreender quando utilizar arrays na resoluo de problemas. Este objetivo operacionalizado atravs do treino da manipulao das matrizes com o desenvolvimento de filtros de imagem, da insero ordenada em vetores e da sua ordenao. Decorre ao longo de todas as aulas, incluindo na primeira de diagnstico atravs da discusso sobre a utilidade dos vetores. A avaliao feita nas discusses sobre a insero ordenada e a ordenao de vetores e pela verificao de saberes na ltima aula onde perceberei se o aluno compreendeu que um array como um conjunto de variveis do mesmo tipo e qual a sua utilidade. Ser capaz de aceder aleatoriamente a um elemento do Array. Este objetivo operacionalizado na primeira aula durante a discusso para diagnstico, na segunda aula quando pedido aos alunos que alterem os valores de alguns pixis e na quarta aula para rodar a imagem. Est relacionado com os seguintes contedos:o Declarao e manipulao de variveis do tipo arrays.o Iniciao.O elemento a aceder deve ter sido iniciado. A avaliao feita pela observao das aulas e pela verificao de saberes na ltima aula em que pedirei ao aluno que aceda a determinada posio do array, verificando tambm se o aluno compreendeu a implicao do ndice iniciar com o valor 0. Identificar as situaes em que a utilizao do ciclo for facilita a manipulao de arrays. Este objetivo operacionalizado com o desenvolvimento dos filtros de imagem, com o estudo da insero ordenada e da ordenao de um vetor. Est relacionado com os seguintes contedos:o Estudo de algoritmos de manipulao de arrays.Os ciclos facilitam a manipulao de arrays.o Ordenao dos elementos de um array.A ordenao bubblesort a estudar recorre ao ciclo for. 34 45. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS o Insero de elementos em arrays ordenados.A insero ordenada utiliza o ciclo for. A Avaliao feita pela observao das aulas, onde o desenvolvimento de filtros de imagem recorrem aos ciclos for e pela verificao de saberes na ltima aula em que questionarei os alunos acerca da forma como percorrem uma matriz e quantos ciclos for so necessrios para percorrer um array de n dimenses. Compreender a importncia de um array se encontrar ordenado. Este objetivo operacionalizado em discusso prvia ao estudo da insero ordenada e da ordenao de um vetor. Est relacionado com os seguintes contedos: o Ordenao dos elementos de um array. o Insero de elementos em arrays ordenados. A avaliao feita pela participao nas discusses. Conhecer algoritmos de ordenao. Este objetivo operacionalizado atravs do estudo do algoritmo bubblesort. Est relacionado com o seguinte contedo: o Ordenao dos elementos de um array. A avaliao feita pela participao na discusso volta do algoritmo bubblesort e pela verificao de saberes na ltima aula em que pedido ao aluno que descreva os passos necessrios para a ordenao de um vetor. Bloom, Hastings e Madaus (1971, conforme citado por Birzea, 1986)propuseram uma matriz que relacionasse os contedos com os objetivos. Dainterseo das colunas, que representam os contedos, com as linhas que representamos objetivos resulta uma especificao. Na tabela 4 reproduzi a matriz especificando que estratgias vou utilizar paracumprir os objetivos relacionados com cada contedo especfico.35 46. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSContedos Declarao eEstudo deIniciaoOrdenao Inseromanipulao algoritmos de dos dede variveiselementos elementosmanipulaoObjetivos do tipo array de um em arraysde arrays array ordenadosDiferenciar Exposio e Filtros de Exposiondice de valor discusso imagem eindexado num discussoarray Alterao depixis naimagemDesenvolver Exposio e Filtros dealgoritmos de discusso imagemmanipulaode arrays Filtros deimagemSer capaz deExposio eExposioacederdiscussoealeatoriamente discussoa um elemento Alterao dedo Arraypixis naimagemIdentificar asFiltros deExposio Exposiosituaes emimageme eque a discusso discussoutilizao deciclos facilitaa manipulaode arrays,especialmenteo ciclo forCompreender Exposio Exposioa importncia e ede um array discusso discussoordenadoConhecerExposioalgoritmos de eordenao discussoTabela 3 - Matriz de especificao com indicao das estratgias 36 47. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS Segundo Birzea (1986) a definio de qualquer objetivo obedece as duasgrandes componentes. Uma componente de longo prazo, sobre a formao doindivduo, do desenvolvimento das suas capacidades psquicas, e outra componenteimediata, que se refere s performances, especficas de um contedo que defini. As estratgias que estabeleci para este conjunto de aulas com base naexperimentao e no prazer da descoberta, na troca de ideias e na ajuda entre alunoscontribuem para as finalidades a longo prazo desta disciplina, nomeadamente: Fomentando o interesse pela pesquisa e pela descoberta. Estimulando o raciocnio lgico, a reflexo e a observao. Desenvolvendo competncias sociais, o esprito de equipa e de ajuda entrepares. Contribuindo para o desenvolvimento da competncia: Conceber algoritmosatravs da diviso dos problemas em componentes. 4.7.2. As aulas. Para esta interveno planei seis aulas de 90 minutos cada, organizando umagrelha com os objetivos e os contedos das aulas, uma grelha com descrio dasestratgias, tarefas, recursos e avaliao e com uma grelha que relaciona cadacontedo com o objetivo que pretendi ver cumprido nessa aula que constituem oAnexo D deste relatrio.37 48. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS38 49. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS 5. A Interveno5.1. Descrio Sumria das Aulas Realizadas A interveno decorreu entre os dias 1 e 9 de maro ao longo de seis aulas de90 minutos. Por ter assistido a uma aula do Professor-Cooperante eu e os alunos jnos conhecamos e j tinha tido a oportunidade de lhes explicar o porqu de ser eu alecionar este conjunto de aulas. Comecei a primeira aula, com uma breve conversa sobre a interveno,explicando o seu mbito e a importncia da sua opinio/avaliao nas concluses domeu relatrio. Para prosseguir com este conjunto de aulas era necessrio compreendermelhor o grau de preparao dos alunos em relao aos pr-requisitos necessriospara a compreenso dos contedos que pretendia abordar. Fi-lo em entrevista emgrupo focal. Indaguei-os, ento, em que circunstncias utilizavam a estrutura decontrolo switch em detrimento da estrutura de controlo if. Vrios alunos intervieram,deram exemplos, alguns confusos, e quando um aluno deu o exemplo de um menuem que precisava de testar um valor introduzido para gerir o fluxo do programa,pedi-lhe que exemplificasse o menu no quadro. A propsito de pequenos erros de sintaxe no cdigo escrito no quadro, tive aoportunidade de chamar outros alunos ao quadro para fazerem as alteraes. Nestemomento o cdigo escrito no quadro apenas contemplava a execuo do menu umavez, o que me permitiu question-los sobre os ciclos. Um aluno foi ao quadroenvolver o menu num ciclo. Feito isto, questionei-os sobre qual a diferena no efeitoda utilizao da estrutura de repetio while{} em vez da do{}while. Conclumos adiscusso sobre as estruturas de repetio, focando as diferenas da estrutura for,com as restantes. Passmos discusso da utilizao de funes, dos seus parmetros e dovalor de retorno. Os alunos mostraram algumas dificuldades na invocao dasfunes e na utilizao do seu valor de retorno, pelo que realizmos alguns exemplosat que estes aspetos ficassem claros para todos. A propsito dos parmetros, eporque os alunos ainda no estudaram o conceito de apontadores, expliquei-lhes queos arrays so sempre passados por referncia enquanto parmetros de uma funo.39 50. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENS De seguida, auxiliado pela projeo da ilustrao 3, apresentei-lhes o conceitode imagem como uma matriz de pixis definidos por 3 cores: - vermelho, verde eazul. Discutimos a forma como se pode percorrer uma matriz para aceder a todos ospixis utilizando duas estruturas de repetio aninhadas. Terminei a aula mostrando-lhes os efeitos dos filtros que iramos desenvolver nas prximas aulas. Nesta parteeles mostraram-se mais animados, em especial quando viram a sua imagem projetadacom o efeito fantasma. Conversei com os alunos sobre outros contedos envolvendo arrays que elesainda no conheciam e a minha inteno de os abordarmos, intercalando essa matriacom o trabalho com as imagens. Neste sentido, combinmos reservar no fim dealgumas aulas, alguns momentos para o estudo da ordenao de vetores. Os alunosconcordaram. A minha observao incidiu sobre o domnio dos pr-requisitos necessrios, afacilidade de expressar os conhecimentos adquiridos, a sua atitude perante o erro, orelacionamento com os pares e comigo. Ilustrao 3 - Matriz de pixis Iniciei a segunda aula combinando com os alunos a organizao social dasaulas. Combinmos organizarem-se em pares e discutimos com o apoio do Professor- 40 51. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSCooperante a formao dos pares. Nesta discusso, informei os alunos de qual era oobjetivo desta organizao e que os seus efeitos tambm seriam alvo da minhaobservao e registo. Os alunos ficaram divididos em cinco grupos de dois alunosque se distriburam pela sala conforme mostra a ilustrao 4. Ilustrao 4 - Distribuio dos alunos pela sala de aula Com os pares pedaggicos formados e distribudos pela sala, apresentei aosalunos o ambiente de trabalho da aplicao Microsoft Visual Studio 2008 C++. Deseguida, apresentei-lhes o cdigo no ficheiro AprenderMatrizes.cpp que prepareipara estas aulas, indicando-lhes a declarao da matriz imagem que deveriam utilizarpara manipular a imagem, do mtodo manipularImagem onde o deveriam fazer, etambm os mtodos que desenvolvi para os auxiliar a alterar ou obter a cor dospixis. Propus-lhes que alterassem para preto a cor de um pixel da imagem, cadagrupo escolheu uma posio e alterou-o. Um pixel apenas muito pouco visvel, masos alunos conseguiram detet-lo. Propus-lhes que alterassem um conjunto de pixis,em forma de um quadrado, para preto, utilizando duas estruturas de repetio for 41 52. APRENDIZAGEM DOS FUNDAMENTOS DA PROGRAMAO COM IMAGENSaninhadas. Neste exerccio, enquanto alguns alunos no tiveram dificuldades, outrosmostraram ainda no ter percebido o porqu da utilizao das duas estruturas derepetio aninhadas e da utilizao das suas variveis de controlo. Propus-lhes deseguida, que fizessem o quadrado mexer-se. Os alunos fizeram algumas tentativas,sem sucesso, at que lhes expliquei que o cdigo que desenvolviam no mtodomanipularImagem era esttico em relao aos diferentes frames e que no deviampensar no movimento do quadrado ao longo de uma imagem, mas sim, em alterar aposio do quadrado para cada frame, ou seja para cada invocao do mtodomanipularImagem. Para o efeito precisavam de utilizar duas variveis globais ouestticas que pudessem ser alteradas a cada invocao. void manipularImagem(){ int x,y; static int moveX=0, moveY=0;for(x=moveX;x