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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
THIAGO DINIZ LOBO
PLATAFORMA DE ENSINO A DISTÂNCIA UTILIZADA COMO APOIO AO
ENSINO DA ENGENHARIA ELÉTRICA
Fortaleza
2012
ii
THIAGO DINIZ LOBO
PLATAFORMA DE ENSINO A DISTÂNCIA UTILIZADA COMO APOIO AO
ENSINO DA ENGENHARIA ELÉTRICA
Trabalho final de curso submetido à Coordenação do
curso de Engenharia Elétrica, como requisito parcial
de obtenção do título de Engenheiro Eletricista.
Área de Concentração: Sistemas Elétricos de
Potência.
Orientador: Prof. Ms. Raimundo Furtado Sampaio.
Co-orientador: Prof. Dr. Giovanni Cordeiro Barroso.
Fortaleza
2012
iii
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço a realização deste trabalho primeiramente a Deus que me abençoou e guiou
nos momentos difíceis e de incerteza, bem como por ter colocado ao meu lado pessoas que me
apoiaram e incentivaram a realizar mais este projeto de vida. Obrigado a todos que me
ajudaram direta e indiretamente e de forma particular:
Em segundo lugar, agradeço à minha família pelo carinho e força que recebi durante
minha trajetória.
Agradeço também aos meus orientadores Prof. Raimundo Furtado Sampaio, Prof.
Giovanni Cordeiro Barroso e Profª Ruth Pastôra Saraiva Leão pela dedicação, apoio e
compreensão.
Aos professores da Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do
Ceará pelos conhecimentos transmitidos em sala e extra sala durante minha graduação.
E, por fim, agradeço aos meus amigos pelos incentivos e compreensão nos períodos
em que tive de me ausentar para me dedicar na conclusão desse trabalho.
v
“(...) Tente, levante sua mão sedenta e recomece a andar.
Não pense que a cabeça aguenta se você parar. (...)”
(Música de Raul Seixas)
“Grandes realizações são
possíveis quando se dá importância
aos pequenos começos!”
(Lao-tsé)
“É ensinando o que ele sabe,
e comendo o que ele tem.”
(Jairo Diniz, avô)
vi
RESUMO
Neste trabalho, é apresentada a utilização da plataforma de Ensino a distância (EAD),
Moodle, como suporte às disciplinas presenciais de Geração, Transmissão e Distribuição de
Energia (GTD) e de Proteção de Sistemas Elétricos (PSE) do curso de Engenharia Elétrica da
Universidade Federal do Ceará. Esse Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) de código
livre apresenta ao estudante diversas ferramentas para potencializar seu aprendizado como:
compartilhamento de arquivos; fóruns de debates e discussões sobre temas abordados;
avaliações, exercícios; e possibilidade de executar aplicativos desenvolvidos em JAVA, ou
qualquer outra linguagem, integrado à plataforma MOODLE. São mostrados de forma
detalhada os recursos do ambiente virtual de aprendizagem Moodle utilizados e desenvolvidos
para auxiliar na condução das disciplinas GTD e PSE do curso de Engenharia Elétrica.
Palavras-chave: Ambiente Virtual de Aprendizagem. Tecnologia na Educação. Educação a
Distância.
vii
ABSTRACT
In this work, is shown the utilization of Distance Learning platform (EAD), Moodle,
as support to the subjects face Generation, Transmission and Distribution of Energy (GTD)
and Protection of Electrical Systems (PES) of the Electrical Engineering course at Federal
University of Ceará. This Virtual Learning Environment (VLE) open source presents to the
student with several tools to enhance their learning, for example: file sharing, discussion
forums, assessments, exercises, and the possibility to simulate applications developed in
JAVA platform integrated with MOODLE. Are shown in detail the features of virtual learning
environment Moodle used and developed to assist in the management in disciplines of the
GTD and PES of Electrical Engineering course.
Key-words: Virtual Learning Environment. Technology in Education. Distance Education.
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 2-1: Alunos no Laboratório de Sistemas de Energia do Curso de Engenharia Elétrica
(CEE) de Sobral utilizando o Moodle. .................................................................................... 9
Figura 3-1: Layout do ambiente da disciplina de Proteção de Sistemas Elétricos (PSE2011). 22
Figura 3-2: Tela da pesquisa de avaliação. ........................................................................... 25
Figura 3-3: Resultado de pesquisa de avaliação. ................................................................... 26
Figura 3-4: Tela do banco de questões. ................................................................................. 27
Figura 3-5: Exemplo de questão do tipo respostas embutidas. .............................................. 28
Figura 3-6: Tela para edição da categoria da questão. ........................................................... 28
Figura 3-7: Resultados de um questionário sobre energia nuclear. ........................................ 29
Figura 3-8: Gráfico do número de aluno por faixa de notas. ................................................. 30
Figura 3-9: Fórum de discussões e debates. .......................................................................... 31
Figura 3-10: Chat on-line. .................................................................................................... 32
Figura 3-11: Seleção de usuários que receberão mensagem de e-mail. .................................. 33
Figura 3-12: Escrevendo e enviando a mensagem de e-mail. ................................................ 34
Figura 3-13: Tamanho máximo de upload por arquivo na disciplina. .................................... 34
Figura 3-14: Arquivos disponíveis na disciplina de GTD. .................................................... 35
Figura 3-15: Links indicados. ............................................................................................... 35
Figura 3-16: Aula explicativa do simulador. ......................................................................... 37
Figura 3-17: Configurando bloco HTML.............................................................................. 37
Figura 3-18: Acrescentando bloco de pesquisa. .................................................................... 38
Figura 3-19: Bloco STOP integrado ao Moodle. À esquerda, como o professor/tutor ver o
bloco e, à direita, como o aluno ver o bloco STOP. .............................................................. 39
Figura 3-20: Elementos do ambiente gráfico. ....................................................................... 40
Figura 3-21: Painel de solicitação de recursos (aluno). ......................................................... 41
Figura A.1-1: Abrindo o executável PUTTY.EXE................................................................ 48
Figura A.1-2: Tela do programa PUTTY. ............................................................................. 49
Figura A.1-3: Abrindo o TightVNC(viewer). ....................................................................... 50
Figura A.1-4: Tela do servirdor. ........................................................................................... 50
Figura A.1-5: Tela do programa ORACLE. .......................................................................... 51
Figura A.1-6: Servidor de mensagens. .................................................................................. 52
Figura A.1-7: Tela indicativa do desktop do servidor do programa vnv2flv. ......................... 52
Figura A.2-1: Bloco STOP para execução do simulador pelo tutor. ...................................... 53
ix
Figura A.2-2: Tela do servidor WEB vista no moodle. ......................................................... 53
Figura A.2-3: Elementos do ambiente gráfico....................................................................... 54
Figura A.2-4: Painel de solicitação de recursos (aluno). ....................................................... 55
Figura A.3-1: Bloco STOP para execução do simulador pelo aluno. ..................................... 56
Figura A.3-2: Donwload do simulador. ................................................................................ 56
Figura A.3-3: Seleção da linguagem. .................................................................................... 57
Figura A.3-4: Tela de entrada. .............................................................................................. 57
Figura A.3-5: Diagrama do Sistema Elétrico. ....................................................................... 58
Figura A.3-6: Bloco STOP para execução do simulador pelo aluno. ..................................... 58
Figura A.3-7: Sala de aula virtual. ........................................................................................ 59
Figura A.3-8: Tela inicial do simulador............................................................................... 60
Figura A.3-9: Configuração de dados de entrada de linha 69 kV. ......................................... 60
Figura A.3-10: Configuração de dados do barramento de 69kV. ........................................... 61
Figura A.3-11: Dados do transformador. .............................................................................. 61
Figura A.3-12: Carregamento dos alimentadores. ................................................................. 62
Figura A.3-13: Dados do barramento 13,8 kV. ..................................................................... 62
Figura A.3-14: Dados dos TCs (transformadores de corrente das linhas). ............................. 63
Figura A.3-15: Verificação dos critérios inseridos. ............................................................... 63
Figura A.3-16: Mensagem de erro. ....................................................................................... 63
Figura A.3-17: Legenda das funções de proteção do sistema. ............................................... 64
Figura A.3-18: Proteção dos relés de MT. ............................................................................ 65
Figura A.3-19: Proteção no lado de MT dos transformadores. .............................................. 65
Figura A.3-20: Proteção no lado de AT dos transformadores. ............................................... 66
Figura A.3-21: Janela de cálculo do TAP da função 51. ....................................................... 67
Figura A.3-22: Customização do gráfico. ............................................................................. 68
Figura A.3-23: Janela de cálculo do TAP da função 50. ....................................................... 68
Figura A.3-24: Seletividade lógica. ...................................................................................... 69
Figura A.3-25: Ativando seletividade lógica......................................................................... 70
Figura A.3-26: Coordenograma. ........................................................................................... 71
Figura B - 1: Tela inicial. ..................................................................................................... 72
Figura B - 2: Banco de questões. .......................................................................................... 73
Figura B - 3: Criando nova pergunta. ................................................................................... 73
Figura B - 4: Acrescentando questionário. ............................................................................ 74
Figura B - 5: Dados do questionário. .................................................................................... 75
x
Figura B - 6: Perguntas do questionário. ............................................................................... 75
Figura B - 7: Acrescentando perguntas ao questionário. ....................................................... 76
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 2-1: Gerações de EAD, segundo suas tecnologias, objetivos e métodos pedagógicos. . 7
Tabela 2-2: Formas de comunicação, tutoria e interatividade dos tipos de geração de EAD. ... 8
Tabela 2-3: Vantagens e desvantagens da Web na EAD. ....................................................... 12
Tabela 3-1: Principais Ambientes Virtuais de Aprendizagem – Livre e Proprietários
(continua)............................................................................................................................. 18
Tabela A.1-1: Preenchimento dos campos do servidor de mensagens. .................................. 51
xii
SUMÁRIO
AGRADECIMENTOS .......................................................................................................... iv
RESUMO ............................................................................................................................. vi
ABSTRACT ........................................................................................................................ vii
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................... viii
LISTA DE TABELAS .......................................................................................................... xi
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 1
1.1 Motivação e Justificativa ............................................................................... 1
1.2 Objetivos do Trabalho ................................................................................... 2
1.3 Estrutura da Monografia ................................................................................ 3
2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA ........................................................................................ 4
2.1 Introdução ..................................................................................................... 4
2.2 Conceito de Educação a Distância ................................................................. 5
2.3 História da Educação a Distância ................................................................... 7
2.4 Modalidades de Ensino................................................................................ 10
2.5 Ambientes Virtuais de Aprendizagem ......................................................... 13
2.6 O Uso de Simuladores para Treinamento ..................................................... 14
3 PLATAFORMA MOODLE COMO APOIO AO ENSINO DA ENGENHARIA
ELÉTRICA .......................................................................................................................... 18
3.1 Introdução ................................................................................................... 18
3.2 Ambiente Virtual de Aprendizagem, Moodle............................................... 20
3.3 Moodle no Apoio às Disciplinas da Engenharia Elétrica .............................. 23
3.4 Moodle e suas Possibilidades (Integração de Novas Ferramentas) ............... 37
4 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS.............................................................. 42
4.1 Conclusão ................................................................................................... 42
4.2 Trabalhos Futuros........................................................................................ 43
xiii
REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 44
APÊNDICE ......................................................................................................................... 47
APÊNDICE A – MANUAL DO SOFTWARE SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE
PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS STOP .............................................................. 47
A.1 MANUAL DO ADMINISTRADOR ........................................................... 48
A.1.1 Programas necessários para o funcionamento do software ..................... 48
A.1.2 Baixando os softwares ........................................................................... 48
A.1.3 Executando os softwares ....................................................................... 48
A.1.4 Servidor de mensagens .......................................................................... 51
A.1.5 Gravar Sessão ........................................................................................ 52
A.2 MANUAL DO FORMADOR/TUTOR ........................................................ 53
A.2.2 Elementos do ambiente gráfico compartilhado....................................... 54
A.3 MANUAL DO USUÁRIO/ALUNO ............................................................ 56
A.3.2 Modo off-line ........................................................................................ 56
A.3.3 Modo online .......................................................................................... 58
A.3.4 Ajustando parâmetros ............................................................................ 59
A.3.5 Dados das proteções .............................................................................. 65
A.3.6 Funções de proteção .............................................................................. 67
A.3.7 Seletividade lógica ................................................................................ 70
A.3.8 Coordenograma ..................................................................................... 71
APÊNDICE B – MANUAL DE COMO EDITAR UM QUESTIONÁRIO. .......................... 73
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 Motivação e Justificativa
A sociedade vem vivenciando nos últimos anos transformações políticas e mudanças
comportamentais, mas, principalmente, avanços bastante acelerados na área da tecnologia. As
barreiras que antes impediam que muitos estudos tivessem continuidade agora praticamente
não existem mais, tão avançada está a tecnologia atual. Não há como deter todo o
conhecimento acerca de um determinado assunto por mais específico que ele seja. Isso faz
com que o homem necessite estar sempre em constante estado de aprendizado.
Com estas transformações e avanços, a comunicação e o conhecimento se tornaram
importantes ferramentas de convívio, ou até mesmo de sobrevivência. Hoje, a grande maioria
dos jovens utilizam redes sociais para interagirem entre si, aplicativos de jogos, softwares na
realização de trabalhos escolares, dentre outras funcionalidades dos sistemas computacionais.
Diante de usuários cada vez mais prematuros, que, em alguns casos, ainda não aprenderam
nem a falar, fica evidente a popularização de sistemas computacionais.
Porém, segundo Maria Lúcia (2006), um dos principais desafios postos à Educação
consiste justamente na dificuldade dos docentes em adaptar suas práticas de ensinar ao
ambiente on-line. Para que haja a adaptação, é preciso que os professores vençam o obstáculo
do excesso de trabalho diário e dediquem mais tempo à atualização de suas aulas.
O uso do computador na Educação influencia em dois fatores principais: trazer novas
motivações para os alunos e permitir ao professor a possibilidade de desenvolvimento de
novas habilidades didáticas, como a simulação de eventos naturais pelo computador,
(MENEGHEL, 2003).
Portanto, com o intuito de motivar os alunos, aumentar as possibilidades de
aprendizado, e de disseminação do conhecimento, especificamente no setor elétrico, é
apresentado neste trabalho o estudo de caso da implantação de um Ambiente Virtual de
Aprendizagem (AVA) de código livre, usado como apoio ao ensino presencial em uma
Instituição de Ensino Superior (IES).
O AVA em questão é o Moodle. Já a IES é a Universidade Federal do Ceará. Esta
ferramenta foi utilizada nas disciplinas de graduação do curso de engenharia elétrica: GTD -
Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica e PSE - Proteção de Sistemas
Elétricos.
2
1.2 Objetivos do Trabalho
Os objetivos que guiaram o desenvolvimento desde trabalho estão divididos em
principal e específicos, descritos a seguir.
Objetivo Principal
Utilizar um Ambiente Virtual de Aprendizagem, no caso o Moodle, como suporte às
disciplinas presenciais de Geração, Transmissão e Distribuição de Energia (GTD) e de
Proteção de Sistemas Elétricos (PSE) do curso de Engenharia Elétrica da Universidade
Federal do Ceará.
Objetivos Específicos
Para atingir o objetivo principal proposto, seguiu-se os seguintes objetivos específicos:
Estudar os temas abordados nas cadeiras de Geração, Transmissão e
Distribuição de Energia Elétrica (GTD) e Proteção de Sistemas Elétricos de
Potência (PSE);
Estudar a plataforma de ensino a distância Moodle;
Elaborar um banco de questões na plataforma de ensino a distância Moodle,
para que sejam utilizadas em atividades e exercícios nas disciplinas de GTD e
PSE;
Ajustar o layout da plataforma de ensino a distância;
Implantar o conteúdo da disciplina de GTD na plataforma de ensino a distância
e apoiar na condução da disciplina;
Implantar o conteúdo da disciplina de PSE na plataforma de ensino a distância
e apoiar na condução da disciplina;
Elaborar manuais para administrador, tutor e usuário do Simulador para
Treinamento de Proteção de Sistemas Elétricos (STOP) integrado à plataforma
Moodle.
3
1.3 Estrutura da Monografia
Este trabalho está dividido em quatro capítulos e suas respectivas seções, abordando
os assuntos de modo a facilitar a leitura e compreensão.
No Capítulo 1 é apresentada uma introdução do tema abordado no trabalho, situando o
leitor no contexto aqui abordado. Assim como também são expostos a motivação, a
justificativa e os objetivos do trabalho.
No Capítulo 2 é feita uma revisão bibliográfica sobre a Educação a Distância (EAD) e
Laboratórios Virtuais existentes no Brasil e no Mundo. Isso com o intuito de embasar as
ideias do trabalho e contribuir para a interpretação dos dados. É mostrada a importância da
disseminação do conhecimento através da internet, o que pode ter um alcance de público
muito maior do que seria alcançado no caso da educação apenas presencial.
No Capítulo 3 são mostrados de forma detalhada os recursos do ambiente virtual de
aprendizagem Moodle utilizados e desenvolvidos para auxiliar na condução nas disciplinas
GTD e PSE do curso de engenharia elétrica. Assim como, as características, funcionalidades e
recursos explorados para o auxílio às disciplinas presenciais.
No Capítulo 4 são apresentadas as conclusões e sugestões de trabalhos futuros,
buscando uma continuidade da linha de pesquisa em sistemas de proteção. Por fim,
encontram-se as referências bibliografias utilizadas durante a elaboração deste trabalho.
Nos apêndices, constam, no total, quatro manuais. Os três manuais do Apêndice A
mostram o passo a passo de como o Administrador, o Formador/Tutor e o Usuário/Aluno
devem fazer para conseguir utilizar as ferramentas do simulador STOP. Já no Apêndice B, há
um manual sobre elaboração de um questionário no Moodle.
4
2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Neste Capítulo 2, é feita uma revisão bibliográfica sobre a Educação a Distância
(EAD) e Laboratórios Virtuais existentes no Brasil e no Mundo. Isso com o intuito de
embasar as ideias do trabalho e contribuir para a interpretação dos dados. É mostrada a
importância da disseminação do conhecimento através da internet, o que pode ter um alcance
de público muito maior do que seria alcançado no caso da educação apenas presencial.
2.1 Introdução
A procura por cursos na modalidade a distância tem crescido bastante nos últimos
anos. Isso porque muitas pessoas que já possuem um emprego ainda pretendem se qualificar
profissionalmente, porém não possuem um horário compatível com o de um curso presencial,
ou ainda, pessoas que vivem longe dos grandes centros urbanos, centros de difusão do
conhecimento, não têm a possibilidade de deslocamento para perto de um local que tenha o
curso presencial desejado e buscam em um curso a distância a solução para esses problemas.
A palavra chave para a sobrevivência e ampliação da qualidade de vida do cidadão na
sociedade do conhecimento é APRENDER SEMPRE. Hoje, é necessária uma constante
atualização dos saberes do indivíduo, pois o volume de produção de conhecimento cresce
geometricamente. É nesse contexto que a educação deixa de ser apenas um processo de
transferência de conhecimento entre gerações para tornar-se um processo de renovação
constante dos saberes (EQUIPE DE COORDENAÇÃO DO PROJETO UNIFEBE VIRTUAL
- PUVI, 2006). Vygotsky, psicólogo russo, defende a ideia de que o processo de
conhecimento dá-se através de meios físicos e sociais, o que vai ao encontro da ideia da
Educação a Distância (EAD), que utiliza meios tecnológicos para propiciar o processo de
aprendizagem (SARMENTO, 2007).
O principal objetivo da EAD é oferecer às pessoas que se encontram distantes dos
centros de difusão de informação a condição de se capacitarem. Possui também como
objetivos a democratização do acesso à educação, o fornecimento de uma aprendizagem
autônoma e ligada à experiência, o exercício de um sistema educativo inovador, o incentivo a
educação permanente e também a redução de custos (BEZERRA, 2008).
Uma vantagem que um curso na modalidade a distância tem sobre um na modalidade
presencial é a flexibilidade de horário e de local, facilitando a situação de alunos que não
possuem tanta disponibilidade de tempo e deslocamento. Outro motivo para a rápida difusão
5
do Ensino a Distância (EAD) foi o desenvolvimento e implantação das tecnologias de
informação e comunicação (TIC’s) no ensino, viabilizando várias aplicações que hoje fazem
parte do arsenal disponível para alunos e professores, constituindo-se base da nova pedagogia
interativa.
O EAD tem nas TIC’s a possibilidade de construir ambientes de aprendizado
interativos que fomentem ainda mais o processo de construção de conhecimento, onde o aluno
passe a ser um integrante provedor de informação e o professor um tutor que norteie esse
processo (MARTINS e POLAK, 2000).
As TIC’s oferecem potencialidades imprescindíveis à educação e formação permitindo um enriquecimento contínuo dos saberes, o que leva a que o sistema
educativo e a formação ao longo da vida sejam reequacionados à luz do
desenvolvimento destas tecnologias.1
Porém, existe um grande abismo entre as potenciais utilidades das TIC’s e a prática.
Isso ocorre porque a falta de conhecimento de muitos professores sobre as novas tecnologias e
suas potencialidades torna-se um fator de resistência ao processo de inovação (BOTTENTUIT
JR, 2007). O professor, às vezes, não sabe como obter os resultados através do uso das novas
tecnologias, ou pior, a instituição de ensino não dispõe de softwares apropriados para novas
formas de ensino.
Portanto, para que as tecnologias da informação e comunicação tenham seu potencial
explorado satisfatoriamente no âmbito da educação, os professores e a instituições de ensino
precisam acompanhar as transformações e estar em constante renovação, identificando, assim,
os melhores métodos de ensino e aprendizagem.
Para os alunos nascidos na era digital, o computador, a Internet, as tecnologias da
informação e comunicação de forma geral são importantes ferramentas de convívio, ou até
mesmo de sobrevivência. Assim, é fundamental, para se motivar os alunos, tornar o ensino
mais atrativo, desafiante e atualizado.
2.2 Conceito de Educação a Distância
Muitos costumam tratar a educação a distância a partir da comparação com a
modalidade presencial, também denominada educação convencional, onde o professor e o
aluno interagem no mesmo espaço (sala de aula). Essa abordagem promove um entendimento
parcialmente incorreto do que é o ensino a distância (EAD).
1 Texto extraído do Livro Verde para Sociedade da Informação em Portugal (1997, p.44).
6
Durante sua rápida difusão, diversos estudos surgiram sobre EAD. Há, por isso,
inúmeras definições para o termo, segundo Luciano (1998, p. 5):
A característica básica da educação a distância é o estabelecimento de uma
comunicação de dupla via, na medida em que o professor e o aluno não se
encontram juntos na mesma sala, requisitando, assim, meios que possibilitem a
comunicação entre ambos, como correspondência postal, correspondência
eletrônica, telefone ou telex, rádio, videodisco controlado por computador, televisão
apoiada em meios abertos de dupla comunicação, entre outros.
Segundo a Legislação Brasileira (1998), temos a seguinte definição para EAD:
Educação a Distância é uma forma de ensino que possibilita a autoaprendizagem,
com a mediação de recursos didáticos sistematicamente organizados, apresentados
em diferentes suportes de informação, utilizados isoladamente ou combinados, e
veiculados pelos diversos meios de comunicação (LDB, 1998).
Algumas outras definições clássicas de EAD são:
O Ensino a Distância é um sistema tecnológico de comunicação bidirecional, que
pode ser massivo e que substitui a integração pessoal, na sala de aula, de professor e
aluno, como meio preferencial de ensino, pela ação sistemática e conjunta de diversos recursos didáticos e pelo apoio de uma organização e tutoria que propiciam
a aprendizagem independente e flexível do aluno (ARETIO, 1994 apud REZENDE,
2000).
Em comum entre as diversas definições, podem ser citadas as seguintes características
(GOMES, 2009):
Separação física e geográfica entre estudante e professor;
Planejamento e preparação dos materiais de aprendizado por uma organização
educacional, ou seja, o aprendizado é planejado;
No processo de ensino e aprendizagem, os suportes que viabilizam e
incentivam a autonomia dos alunos são importantes para encorajar a interação
entre eles e contribuir para a aprendizagem;
A comunicação acontece por meio de tecnologias e mídias diversas, e é de
“mão dupla”, ou seja, permite que o aluno também possa se comunicar com o
professor.
2.3 História da Educação a Distância
A EAD começou a escrever sua história quando a Educação Presencial (EP) não
estava conseguindo atender à demanda do ensino regular. Segundo Juliane (2006, p. 3), a
7
EAD surgiu “em decorrência de dificuldades geográficas, demandas de formação profissional,
acesso a uma segunda língua, ampliação do atendimento de escolarização e qualificação
profissional”.
Embora a modalidade de ensino a distância seja inovadora e somente nas últimas
décadas venha sendo tratada com mais frequência, ela não é tão recente como muitos
imaginam. Conforme a evolução da educação à distância, são definidos cinco tipos de
gerações, baseadas nas inovações tecnológicas que as caracterizaram, as quais são mostradas
nas Tabela 2-1, assim como são mostradas na Tabela 2-2 os meios de comunicação e
interação utilizados por tais tipos de geração.
Os primeiros registros de EAD são de cursos por correspondência, proporcionado pela
invenção da prensa de tipos móveis e pelo sistema de correio postal. Já na Grécia antiga e,
depois, em Roma, (Cartas de Platão e Epístolas de São Paulo) existia uma rede de
comunicação que permitia o desenvolvimento significativo da correspondência (PICONEZ,
2003, p. 2).
Tabela 2-1: Gerações de EAD, segundo suas tecnologias, objetivos e métodos pedagógicos.
Característica Tecnologia e mídia utilizadas Objetivos pedagógicos Métodos pedagógicos
1ª geração –
1880 Imprensa e Correios.
Atingir alunos
desfavorecidos socialmente,
especialmente as mulheres.
Guias de estudo, auto-
avaliação, material entregue
nas residências.
2ª geração – 1921
Difusão de rádio e TV.
Apresentação de
informações aos alunos, a distância.
Programas tele-transmitidos e
pacotes didáticos (todo o
material referente ao curso é entregue ao aluno pelos
correios ou pessoalmente).
3ª geração –
1970 Universidades Abertas.
Oferecer ensino de
qualidade com custo
reduzido para alunos não
universitários.
Orientação face a face,
quando ocorrem encontros
presenciais.
4ª geração –
1980
Teleconferências por áudio,
vídeo e computador.
Direcionado a pessoas que
aprendem sozinhas,
geralmente estudando em
casa.
Interação em tempo real de
aluno com aluno e instrutores
a distância.
5ª geração –
2000
Aulas virtuais baseadas no
computador e na internet.
Alunos planejam, organizam
e implementam seus estudos
por si mesmos.
Métodos Construtivistas2 de
aprendizado em colaboração.
Fonte: (GOMES, 2009).
2 Construtivista: Relativo ou pertencente ao construtivismo, uma das correntes teóricas em educação,
empenhada em explicar como a inteligência humana se desenvolve, partindo do princípio de que o
desenvolvimento da inteligência é determinado pelas ações mútuas entre o indivíduo e o meio.
8
Tabela 2-2: Formas de comunicação, tutoria e interatividade dos tipos de geração de EAD.
Característica Formas de comunicação Tutoria Interatividade
1ª geração –
1880 Correios e correspondência.
Instrução por
correspondência.
Aluno/material didático
escrito.
2ª geração –
1921
Rádio, TV e outros recursos
didáticos, como: caderno
didático, apostilas, fita K-7.
Atendimento esporádico,
dependendo de contatos
telefônicos, quando possível.
Pouca ou nenhuma interação
professor/aluno.
3ª geração –
1970
Integração áudio e vídeo e
correspondência.
Suporte e orientação ao
aluno. Discussão em grupo
de estudo local e uso de
laboratórios da universidade nas férias.
Guia de estudo impresso,
orientação por
correspondência, transmissão
por rádio e TV, audioteipes3
gravados, conferências por
telefone, kits para experiências em casa e
biblioteca local.
4ª geração –
1980
Recepção de lições veiculadas
por rádio ou televisão e
audioconferência
Atendimento Síncrono e
Assíncrono4, dependendo de
contatos eletrônicos.
Comunicação síncrona e
assíncrona com o tutor,
professor e colegas.
5ª geração – 2000
Síncrona e assíncrona. Atendimento regular por um tutor, em determinado local
e horário.
Interação em tempo real ou não, com o professor do curso
e com os colegas de curso.
Fonte: (GOMES, 2009).
Duas referências sobre o ensino por correspondência são o primeiro curso ministrado
na Suécia em 1833 e a primeira a escola criada na Inglaterra em 1840. O material impresso
era o único suporte para a distribuição, pelo correio, da informação (BOTTENTUIT JR,
2007).
Em 1856, foi fundada em Berlim a primeira escola por correspondência destinada ao
ensino de línguas. Já por volta de 1873, em Boston, o grupo Society to Encourage
Study at Home é criado por Anna Eliot Ticknor. Posteriormente, em 1891, Thomas
J. Foster inicia em Scarnton (Pennsylvania) o International Correspondence
Institute com um curso sobre medidas de segurança no trabalho de mineração, (PICONEZ, 2003).
No segundo terço do Século XX, as instituições passam a utilizar os recursos do rádio
e da televisão para a difusão de programas educacionais, também, com o apoio de materiais
impressos encaminhados via Correios (PICONEZ, 2003).
A partir das décadas de 60 e 70, a EAD alcança o nível universitário, incorporando a
esta, embora mantendo os materiais escritos como base, o áudio e o videocassete, as
transmissões de rádio e televisão, o videotexto, o computador e, mais recentemente, a
3 Audiotape: Vídeo cassete. 4 Atendimento Síncrono é aquele que permite a comunicação entre duas ou mais pessoas em tempo real.
Neste caso, as pessoas precisam estar conectadas de alguma forma. São exemplos: chat, telefone,
videoconferência. Já o atendimento Assíncrono permite o debate de temas, com a inclusão de opiniões em
qualquer tempo, não sendo necessário que os alunos estejam conectados simultaneamente, como na comunicação
síncrona. São exemplos: correspondência, e-mail, aulas gravadas, etc.
9
tecnologia de multimeios, que combina textos, sons, imagens, assim como outros mecanismos
de aprendizagem.
O Brasil começou sua história na EAD, segundo Juliane (2006, p. 26), no início do
século XX, utilizando o rádio como meio de comunicação com os alunos. Porém, não houve
um cuidado em montar um registro sistemático das primeiras experiências de EAD via
correspondência no Brasil.
Um dos precursores foi Edgard Roquete Pinto, da Academia Brasileira de Ciências,
que, com o intuito de difundir a educação, criou a pioneira Rádio Sociedade do Rio de Janeiro
em meados de 1923. Por volta de 1934, surgiram os primeiros cursos profissionalizantes por
correspondência, com a fundação do Instituto Monitor pelo húngaro Nicolás Goldberger.
Desde então, várias experiências de EAD foram feitas, como exemplo de vídeo aula,
pode-se citar o Telecurso Segundo Grau e o Telecurso 2000, cursos de EAD via televisão
(GOMES, 2009).
A partir do século XXI, com a evolução da tecnologia da informação, criaram-se as
aulas virtuais baseadas no computador e na Internet. A Figura 2-1 mostra um exemplo de sala
de aula baseada no ensino a distância através do uso do computador e Internet.
Figura 2-1: Alunos no Laboratório de Sistemas de Energia do Curso de Engenharia Elétrica (CEE) de Sobral utilizando o Moodle.
Fonte: Foto Laboratório de Sistemas de Energia – CEE Sobral.
10
2.4 Modalidades de Ensino
Hoje, existe a educação presencial, semi-presencial ou b-learning5 e a educação a
distância ou e-learning6. A educação presencial, ou tradicional, ocorre em uma relação direta
e dialógica entre professor e aluno, desenvolvido em laboratórios ou em ambientes
tradicionalmente identificados como salas de aula.
Quanto a Educação a Distância, segundo a Legislação Brasileira (1998), no Decreto nº
2.494 (revogado pelo Decreto nº 5.622 em 2005), é uma modalidade de ensino cuja
aprendizagem e a transmissão do conhecimento ocorre através das TIC’s.
Para os fins deste Decreto, caracteriza-se a educação a distância como modalidade
educacional na qual a mediação didático-pedagógica nos processos de ensino e
aprendizagem ocorre com a utilização de meios e tecnologias de informação e
comunicação, com estudantes e professores desenvolvendo atividades educativas em
lugares ou tempos diversos.
Apenas no ano de 2006, as instituições de ensino superior puderam oferecer cursos de
graduação a distância com o aval do Ministério da Educação (BOTELHO, 2006). Através do
Decreto n° 5.622, de 19 de dezembro de 2005, foi regulamentada a Lei de Diretrizes e Bases
da Educação Nacional, que estabelece os fundamentos legais para a modalidade de educação
a distância.
Essa modalidade de ensino, segundo a Organização das Nações Unidas para a
Educação, a Ciência e a Cultura - (UNESCO, 1998), representa “uma abordagem que se
concentra na abertura de acesso à educação e ao provimento de treinamento, libertando os
alunos das limitações de tempo e espaço e oferecendo oportunidades flexíveis de
aprendizagem individual ou em grupos, e a públicos considerados não convencionais”.
Juntamente com o conceito de EAD, também surgiu o de Redes de Aprendizado
(Learning Network), que são comunidades de pessoas, geralmente alunos e professores, que
usam a internet (web) para comunicar e colaborar com o compartilhamento do conhecimento.
Tais Redes de Aprendizado podem ser assíncronas e síncronas. Soeltl (2002) classifica
as duas modalidades da seguinte maneira:
Modalidade assíncrona: participantes realizam atividades em dia e horário de
sua conveniência, independente da presença do professor ou instrutor e dos
demais integrantes da turma. São exemplos:
5 O blended learning, também designado de b-learning, é um modelo de formação misto, que inclui um
componente online e outra presencial. 6 E-learning, ou ensino eletrônico, corresponde a um modelo de ensino não presencial suportado por
tecnologia, aproveitando as ferramentas da Internet para comunicação e distribuição de conteúdos.
11
E-mail: forma digital de correspondência enviada pela rede Internet;
Grupos de discussão: Estimulam a troca de informações através de
mensagens entre vários membros de uma comunidade virtual que têm
interesses afins. Chamada também de lista de discussão;
World Wide Web (WWW): definida como um grande sistema de
informações que permite a recuperação de informação hipermídia. Ela
possibilita o acesso universal de um grande número de pessoas a um
grande universo de documentos;
Download: disponibilização de arquivos contendo áudio, texto,
imagens ou vídeos;
Vídeo e Áudio sob demanda: permite assistir-se, assincronamente,
vídeos ou áudios previamente gravados e armazenados no servidor.
Modalidade síncrona: os participantes e os instrutores têm dia e horário
determinado para realizar as atividades de forma presencial ou virtual, através
de videoconferência, áudio-conferência ou chat. São exemplos:
Chat: Comunicação em tempo real entre duas ou mais pessoas,
conhecida também como bate-papo;
Videoconferência: Comunicação bidirecional através de envio de áudio
e vídeo em tempo real, via Web, por meio de câmeras acopladas ao
computador;
Teleconferência: Definida como todo o tipo de conferência a distância
em tempo real, envolvendo transmissão e recepção de diversos tipos de
mídia, assim como suas combinações;
Áudio-conferência: Sistema de transmissão de áudio, recebido por um
ou mais usuários simultaneamente.
As categorias síncrona e assíncrona possuem vantagens e desvantagens. Por exemplo, na
comunicação síncrona, o aluno tem que interagir no momento em que o conteúdo está sendo
apresentado, resultando em respostas mais espontâneas. Já na assíncrona, o aluno tem tempo
para assimilar a dúvida e formular melhor sua pergunta. Na Tabela 2-3, são destacadas
algumas vantagens e desvantagens do uso da internet na EAD.
12
Tabela 2-3: Vantagens e desvantagens da Web na EAD.
Vantagens Desvantagens
Distribuição do conhecimento em
larga escala.
Redução dos custos de distribuição, pois não há custos de impressão e
transporte.
Simplicidade nas correções e
atualizações, pois são realizadas em
um único site e disponibilizadas
imediatamente a todos os usuários da
web.
Possibilidade de diversas técnicas de
ensino, tais como textos, imagens,
hipermídia, comunicação entre professores, professores e alunos e
entre alunos.
Geração de estatísticas com base na
identificação do usuário, no número
de acertos, na data e na hora dos
acessos.
Possibilidade de acesso por qualquer
sistema operacional, ou seja, a Web é
multi-plataforma.
Controle e violação de copyrights.
Custos de desenvolvimento,
equipamento e acesso à internet.
Necessidade de atualização rápida dos
componentes tecnológicos.
Limitações devido à largura de banda e
navegador podem restringir
metodologias instrucionais e diminuir o
rendimento para uso de som, de vídeo e
de imagem intensivos.
Fonte: (MENEGHEL, 2003).
Assim, a escolha da melhor forma de comunicação vai depender da atividade a ser
desempenhada, cabendo ao tutor optar pela melhor aplicação. A fim de utilizar os pontos
fortes do ensino a distância e do tradicional, surgiu, como alternativa, a modalidade
semipresencial. Esta modalidade realiza-se em duas fases. Em uma delas ocorre a relação
direta do professor com o aluno e, na outra, há momentos individualizados de estudos,
orientados a distância, sem a presença física do tutor.
Em 2004, o Governo Federal, através da Portaria nº 4059 da Secretaria de Ensino
Superior/SESU, autorizou que até 20% da carga horária dos cursos superiores de graduação
reconhecidos pelo MEC seja através de atividades semipresenciais.
Caracteriza-se a modalidade semipresencial como quaisquer atividades didáticas,
módulos ou unidades de ensino-aprendizagem centrados na autoaprendizagem e
com a mediação de recursos didáticos organizados em diferentes suportes de
informação que utilizem tecnologias de comunicação remota.7
7 Texto retirado do site: http://portal.mec.gov.br/sesu/arquivos/pdf/port4059-2004.pdf
13
Essa modalidade de ensino deu origem aos Cursos Combinados ou Híbridos (blended
or Hybrid Courses), onde tudo que está disponível no ensino presencial também estará
disponível on-line. Sendo, portanto, a junção entre o Ensino Tradicional e o Ensino a
Distância (NETO, ZWICKER e CAMPANHOL, 2006).
Contudo, uma educação de qualidade não deve se preocupar apenas com o conteúdo,
mas também com a construção e adaptação deste conteúdo de acordo com o contexto, com a
atenção à diversidade cultural e regional do grupo, com a formação do aluno enquanto ser
social e cidadão, com a formação de indivíduos com um perfil mais adequado ao mundo
globalizado atual, um perfil que privilegie a criação, a inovação e a troca (LIMA, 2003).
2.5 Ambientes Virtuais de Aprendizagem
Devido a popularização do processo de EAD nos centros acadêmicos e nos
treinamentos a distância, houve, nos últimos anos, a consolidação destas ferramentas de apoio
ao aprendizado. O surgimento dos AVAs se deu junto com os primeiros ambientes de EAD
baseada na web durante a segunda metade da década de noventa.
Os AVAs integram tecnologias dos TICs com o objetivo de criar um ambiente virtual
que possibilite o processo de disseminação do conhecimento, aproveitando os benefícios
proporcionados com o uso das ferramentas da Internet. Estas ferramentas utilizam os serviços
de comunicações disponíveis na Internet (por exemplo, Correio Eletrônico e salas de Chat)
juntamente com mecanismos de gerência de cursos e sistemas de envio de arquivos
(SARMENTO, 2007). O elemento unificador para todos estes recursos são as tecnologias
utilizadas na World Wide Web (WWW), tais como HTML, PHP, Java, etc.
Portanto, um ambiente virtual de aprendizagem é definido como um sistema que reúne
uma série de recursos e ferramentas, permitindo e potencializando sua utilização em
atividades de aprendizagem através da internet em um curso a distância (RAABE e
VAVASSORI, 2003).
Os AVAs podem ser divididos, quanto ao modelo de interação, em (SARMENTO,
2007):
Ambientes de Apoio a Cursos – orientados ao aluno ou ao professor e voltados
à publicação de textos e atividades voltadas a cursos a distância;
Ambientes Colaborativos – onde a principal característica seriam os trabalhos
em grupo e a interação entre os participantes;
Ambientes Híbridos, que mesclariam as características dos anteriores.
14
Quanto ao acesso à ferramenta, podem-se dividir tais ambientes em Comerciais de
Código Fechado, um exemplo é o Blackboard8; Gratuitos de Código Fechado, um exemplo é
o AulaNet9; e Gratuitos de Código Aberto, um exemplo é o Moodle, através do qual foram
explorados os recursos no auxilio ao ensino presencial das disciplinas de GTD e PSE da
engenharia elétrica da UFC, (SILVA, 2011).
Atualmente, existem inúmeros ambientes para criação e manutenção de cursos a
distância, alguns outros exemplos além dos que já foram citados são: TelEduc10
, Tidia11
,
Solar12
, etc. Estes ambientes diferem em muitos aspectos, seja na linguagem em que foram
implementados, nas funcionalidades e ferramentas disponibilizadas.
Contudo, estes vêm passando por uma convergência de tecnologias. Mídias como a
Videoconferência e Realidade Virtual estão sendo utilizadas nestes ambientes, estendendo seu
potencial e permitindo uma maior interação entre os participantes e entre os mesmos e os
objetos estudados. Projetos como o SINTEGRA (2005), desenvolvido pela Universidade
Federal do Ceará (UFC) em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial
(SENAC), e financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq), e o Virtual Distance Learning (2001), também da UFC, procuram
integrar um AVA com sistemas em Realidade Virtual, tais como os Ambientes Virtuais
Colaborativos (no inglês, Collaborative Virtual Enviroment – CVE) (SARMENTO, 2007).
Outro projeto realizado no sentido de integrar um Simulador a um AVA foi o
Simulador para Treinamento Presencial e a Distância em Operação e Proteção de
Sistemas Elétricos (STOP). O STOP está integrado na plataforma de ensino a distância
Moodle, sendo mais uma ferramenta de aprendizado para os alunos da disciplina de PSE.
2.6 O Uso de Simuladores para Treinamento
Nos últimos anos, tem havido um crescente questionamento por parte da pedagogia
acerca dos métodos tradicionais de ensino e a constante busca por novos paradigmas de
ensino aprendizagem que tornem o ato de ensinar e aprender prazeroso tanto para o professor
quanto para o aluno. Como reflexo destas idéias na área das Engenharias, surgiu a
reengenharia no ensino tecnológico, que procurou fomentar o desenvolvimento de novas
técnicas de ensino, tornando acessível ao aluno de graduação o contato com novas estratégias
8 Blackboard foi desenvolvido pela empresa Blackboard em 2005. 9 AulaNet, desenvolvido em 2005 pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). 10 http://www.teleduc.org.br/ 11 http://tidia-ae.usp.br/portal 12 http://www.solar.virtual.ufc.br/
15
de aprendizagem, ressaltando a utilização da informática como ferramenta indispensável na
construção do conhecimento (ASSIS, RODRIGUES e BATISTA, 2000 apud BEZERRA,
2008).
Na educação, não importando se é presencial ou a distância, existem dois aspectos a
serem considerados:
Parte teórica: composta pela teoria absorvida durante o estudo presencial, onde
o aluno aprende durante as aulas dadas em sala de aula, ou estudo próprio, em
que o aluno aprende por conta própria ao ler a teoria em um livro ou em um
material disponível na internet;
Parte prática: onde todo o conhecimento é aplicado por meio de experimentos
de laboratórios, sejam esses laboratórios reais ou virtuais.
A aquisição de conhecimento nas diversas áreas do saber vem sendo aprimorada
através da aplicação da multimídia, dos dispositivos interativos e dos hipertextos, comumente
utilizados em cursos a distância através de ambientes virtuais de aprendizagem. Porém,
segundo Chris (2000), “estes recursos demonstram-se insuficientes para os ensaios e
demonstrações científico-tecnológicas, bem como para o desenvolvimento de competências e
habilidades práticas relacionadas com os perfis profissionais programados pelas instituições
de ensino”.
Uma excelente alternativa para essa insuficiência de recursos para os ensaios e
demonstrações científico-tecnológicas são os laboratórios virtuais. Um laboratório virtual visa
simular um laboratório real, onde, quando se diz simular, quer dizer que ele visa representar
um fenômeno por meio de outro buscando medir, demonstrar, testar, avaliar, treinar, educar,
minimizar custos ou riscos. Em termos educacionais, a simulação de laboratórios reais através
de laboratórios virtuais tem se mostrado uma ferramenta importante, especialmente em
situações complexas envolvendo um alto risco, pois possibilita o aprendizado pré-prática
(ARAÚJO, 2002). Além disso, evita os elevados custos de utilização e manutenção de um
laboratório real. Contudo, tais laboratórios virtuais não substituem processos reais, uma vez
que seu modelo é apenas uma aproximação ou simulação do real, não permitindo novos
resultados além daqueles já previamente programados.
Os laboratórios virtuais possuem as seguintes vantagens (QUEIROZ, 1998 apud
BOTTENTUIT, 2007):
São bons para explicação de conceitos;
Não há restrições de acesso no que diz respeito ao tempo e nem lugar;
16
Permitem a interatividade;
Possuem um baixo custo de desenvolvimento, utilização e manutenção;
Segurança, ou seja, nenhuma operação arriscada ou efeito indesejado irá
ocorrer;
O estabelecimento de padrões de divulgação de trabalhos científicos,
principalmente em áreas experimentais, uma vez que os pesquisadores podem
demonstrar seus métodos propostos por meio de simulação.
O aumento de produtividade por meio da redução do tempo de viagens e
possibilidade de capacitação de alunos geograficamente distribuídos, através
de múltiplas experiências;
Permitem que o estudante trabalhe com ferramentas colaborativas.
Permitem o desenvolvimento de novas competências.
Como principais desvantagens dos laboratórios virtuais, tem-se:
Nenhuma ou pouca interação com equipamentos reais;
Restrição no resultado ou manipulação das experiências, em alguns casos não
se pode reproduzir fielmente uma experiência nos laboratórios virtuais;
Não substituem as práticas dos laboratórios reais.
O desenvolvimento de laboratórios virtuais inicia-se com o planeamento de qual
pesquisa ou experiência deseja-se realizar, em seguida se escolhe quais os softwares
multimídia serão utilizados para o desenho dos componentes do laboratório e das interações e
relações entre as diversas experiências. Segundo (TEXEIRA, 2005 apud BOTTENTUIT,
2007), as etapas para o desenvolvimento de um laboratório virtual são:
Elaboração da experiência de forma que haja um processo de estudo eficaz e
rápido;
Definir os objetos de aprendizagem;
Documentar cada figura, diagrama gráfico permitindo o processo de estudo
individual;
Definir um conjunto de questões permitindo a avaliação dos conhecimentos
adquiridos;
Definir as ferramentas de design que serão utilizadas;
17
Definir o aspecto gráfico, e as interfaces que serão utilizadas permitindo ao
aluno uma boa aproximação à realidade;
Desenvolvimento das experiências virtuais;
Disponibilização dos ficheiros em servidor web;
Teste das experiências virtuais a fim de evitar possíveis erros ou falhas.
O simulador utilizado na plataforma de ensino a distância Moodle na disciplina de
Proteção de Sistemas Elétricos (PSE) tem como objetivo permitir a capacitação e treinamento
de estudantes do setor elétrico através da simulação de um sistema elétrico de potência (SEP)
composto de diagramas unifilares sistêmicos e específicos com a representação dos principais
componentes de proteção de um SEP, tais como disjuntores, religadores, transformadores e
relés.
No simulador, o usuário pode configurar o sistema utilizando dados de equipamentos
reais de sistemas elétricos de potência, bem como simular faltas e reconfigurar o sistema,
fazendo ajustes de relés para coordenação e redefinição de parâmetros. Desenvolvido em
JAVA, o simulador pode ser utilizado em diferentes tipos de ambientes, como Linux,
Windows, Unix, Mac OS, (SILVA, 2011).
Segundo Carlos (SILVA, 2011), uma das motivações para a implantação do simulador
STOP ao Moodle foi a necessidade dos estudantes da disciplina de PSE de conseguir estudar
na prática ou, ainda, simular o que foi ensinado em sala de aula. Portanto, essa ferramenta
vem sendo bastante útil em termos educacionais, possibilitando, através das simulações no
STOP, um aprendizado acerca do que foi simulado antes do aluno fazer uma experiência
prática. Assim, o STOP vem auxiliando na capacitação e treinamento dos estudantes de
engenharia elétrica da UFC campus Sobral.
18
3 PLATAFORMA MOODLE COMO APOIO AO ENSINO DA
ENGENHARIA ELÉTRICA
Neste Capítulo 3, são mostrados de forma detalhada os recursos do ambiente virtual de
aprendizagem Moodle utilizados e desenvolvidos para auxiliar na condução nas disciplinas
GTD e PSE do curso de engenharia elétrica. São também apresentadas as características,
funcionalidades e recursos explorados para o auxílio às disciplinas presenciais.
3.1 Introdução
Embora ainda de maneira tímida, a Universidade Federal do Ceará vem utilizando
aplicações de plataformas computacionais, a exemplo de outras instituições de ensino superior
do Brasil. No Instituto Federal de Ciências, Educação e Tecnologia do Ceará, por exemplo, o
Moodle é utilizado como plataforma de base para os cursos da Universidade Aberta do Brasil
(TAVARES, 2010).
Ao escolher um determinado AVA, os profissionais envolvidos devem ter
conhecimento suficiente sobre as implicações de tal escolha, assim como definir bem os
objetivos a serem alcançados, sempre almejando que a seriedade e a credibilidade dos cursos
oferecidos sejam preservadas.
Existe uma infinidade de ambientes virtuais de aprendizagem no mercado, e nem
todos com as mesmas funcionalidades. Na Tabela 3-1, são listados os principais AVAs de
acordo com o formato do código de programação (códigos livres ou de proprietários):
Tabela 3-1: Principais Ambientes Virtuais de Aprendizagem – Livre e Proprietários
(continua).
Nome Instituição Site Código
A Tutor Univ Toronto. http://www.atutor.ca Livre
Claroline U. Cath Louvain http://www.claroline.net Livre
Classweb UCLA http://classweb.ucla.edu Livre
Cose Staffordshire Univ. http://www.staffs.ac.uk/COSE Livre
CourseWork Stanford https://coursework.stanford.edu Livre
Docebo Docebo SRL http://www.docebo.org Livre
Dokeos Dokeos e-learning http://www.dokeos.com Livre
dotLRN DotLRN http://dot.lrn.openacs.org Livre
Ilias University of Cologne http://www.ilias.de Livre
Interact ChristChurch Coll. N. Zealand http://www.interacttole.org Livre
KEWL.NextGen Univ. western Cape http://kngforce.uwc.ac.za Livre
Fonte: (NETO e TAKAOKA, 2009).
19
Tabela 3-1: Principais Ambientes Virtuais de Aprendizagem – Livre e Proprietários
(conclusão).
Nome Instituição Site Código
LAMS LAMS Foundation http://wiki.lamsfoundation.org Livre
LON-CAPA MichiganState Univ. http://www.lon-capa.org Livre
Metacoon Metacoon http://www.metacoon.de Livre
Moodle Dougiamas, Australia http://www.moodle.org Livre
Blackboard Blackboard http://www.blackboard.com Proprietário
Learning Space Lotus http://www.lotus.com Proprietário
Web CT WebCT Inc http://www.webct.com Proprietário
TopClass WBT Systems http://www.wbtsystems.com Proprietário
Virtual U Virtual Learning Environments http://www.vlei.com Proprietário
First Class Centrinity http://www.firstclass.com Proprietário
LearnLinc Mentergy http://learnlinc.com Proprietário
Intralearn Intralearn http://www.intralearn.com Proprietário
Saba Saba Software http://www.saba.com Proprietário
FLE UIAH Media Lab http://fle3.uiah.fi Proprietário
Convene Convene http://www.convene.com Proprietário
Gentle WBT Hyperware http://wbt-2.iicm.edu Proprietário
Fonte: (NETO e TAKAOKA, 2009).
Segundo Sílvio (NETO e TAKAOKA, 2009):
Ambientes de ensino e aprendizagem na web podem ser de código livre,
Open Source com licença GPL (General Public License), ou código proprietário
comercial. A licença GPL pressupõe uma comunidade de desenvolvedores, uma vez
que permite que o autor distribua livremente o código-fonte do sistema, para que
outros programadores possam alterá-lo e adequá-lo de acordo com suas
necessidades, desde que continuem lançando o código modificado em GPL e
mantendo também o seu código aberto.
Dentre os vários AVA’s existentes, neste trabalho foi utilizado o Moodle. A escolha
foi embasada no fato deste ser um ambiente de código livre (Open Source). Além disso, outro
motivo para tal decisão foi devido o mesmo ser muito bem conceituado em diversos estudos.
Uma prova disso é que o Moodle é a plataforma oficial do Ministério da Educação (MEC)
para escolas públicas, tendo sido indicada nos editais dos programas Universidade Aberta do
Brasil (UAB) e Escola Técnica Aberta do Brasil (e-TEC Brasil) para cursos ofertados a
distância por esses programas (TAVARES, 2010).
Por possuir seu código de programação aberto, o Moodle tem a possibilidade de
desenvolvimento ou de integrar novas ferramentas em seu ambiente virtual. No caso, foi
integrado à plataforma de ensino um Simulador para Treinamento de Proteção de Sistemas
20
Elétricos (STOP), que, no tópico 3.3 - Moodle no Apoio às Disciplinas da Engenharia
Elétrica, será detalhado como se deu essa integração do simulador ao ambiente de ensino.
Segundo Daniel (2010), o Moodle já vem sendo utilizado como ferramenta de apoio a
algumas cadeiras de graduação e pós-graduação da UFC, por exemplo, no Centro de
Tecnologia da UFC, já é utilizado nos cursos Engenharia Metalúrgica e Engenharia de
Energias Renováveis, e Engenharia de Meio Ambiente na disciplina de Cálculo Fundamental.
3.2 Ambiente Virtual de Aprendizagem, Moodle
A palavra Moodle é um acrônimo do termo Modular Object Oriented Developmental
Learning Environment, conceito criado em 2001 pelo educador e cientista computacional
Martin Dougiamas. É um Sistema Open Source de Gerenciamento de Cursos – Course
Management System (CMS), também conhecido como Learning Management System (LMS)
ou um Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA).
Por ser Open Source, permite que qualquer um com conhecimentos de programação
modifique e adapte o ambiente de acordo com as suas próprias necessidades (BOTTENTUIT
JR, 2007).
Voltado para programadores e acadêmicos da educação, constitui-se em um sistema de administração de atividades educacionais destinado à criação de
comunidades on-line, em ambientes virtuais voltados para a aprendizagem
colaborativa. Permite, de maneira simplificada, a um estudante ou a um professor
integrar-se, estudando ou lecionando, num curso on-line à sua escolha
(METAMORFOSE CONSULTORES ASSOCIADOS, 2012).
Segundo (BOTTENTUIT JR, 2007), “O público alvo do Moodle são professores,
responsáveis pelas áreas de treinamento e desenvolvimento de empresas, escolas e
organizações públicas [...], para disponibilizar cursos a distância ou, por exemplo, para
complementar aulas ou cursos presenciais/semipresenciais de universidades e centros de
pesquisa.”
O Moodle pode ser instalado em diversos ambientes como: Unix, Linux, Windows,
Mac OS X, Netware ou qualquer outro sistema desde que consigam executar a linguagem
PHP13
. Podem-se citar como funcionalidades para ajudar ao administrador do sistema na
utilização do Moodle (SILVA, 2011):
Requer apenas um banco de dados (que pode ser compartilhado com outras aplicações,
se necessário).
13 http://www.php.net/
21
Suporta uma variedade de bancos de dados (MySQL, PostgreSQL, Oracle, Access,
Interbase, ou qualquer outro acessível via ODBC).
Ênfase na integridade dos dados: os formulários são sempre checados, datas validadas,
cookies criptografados, etc.
Quanto às funcionalidades proporcionadas pela utilização do Moodle de interesse dos
tutores/educadores, têm-se as seguintes:
Promove uma interação sócio-construtivista14
, que inclui colaboração, reflexão crítica,
permitindo máxima interação e integração entre a comunidade virtual.
Pode ser aplicado como opção totalmente virtual ou como complemento/suporte a
turmas presenciais.
Tem uma interface clara, limpa e simples, compatível com qualquer browser, sem
maiores exigências de tecnologia.
Lista de cursos mostra descrição sumária dos cursos disponíveis, informando,
inclusive, se estão disponíveis para acesso de visitantes.
Os cursos podem ser enquadrados em categorias.
Um site Moodle pode comportar e fazer busca a centenas de cursos.
Áreas para entradas de textos (pesquisas, postagem para fórum, entradas diversas de
textos) permitem edição (negrito, imagens, sublinhados, etc.) de forma fácil, usando
uma interface HTML15
bem simples (WYSIWYG16
HTML), acessível a qualquer
usuário.
O Moodle é composto por uma interface simples. As páginas dos cursos são divididas
em três colunas, como indicado na Figura 3-1. O layout pode ser editado, inserindo elementos
como: calendário, utilizadores on-line, lista de atividades, dentre outros. Estes elementos são
dispostos nas colunas 1 e 3, podendo ser deslocados de uma coluna para a outra. Na coluna 2,
a central, localiza-se um conjunto de opções que podem representar a sequência da aula por
meio de uma lista de tópicos numerados ou datados semanalmente ou, se se preferir, áreas
para agrupar conteúdos, como: pastas de arquivos, link para sites, atividades, fóruns, dentre
outros, ou seja, a coluna central é o local onde os recursos e atividades são disponibilizadas.
14 Segundo o construcionismo social, o conhecimento só pode ser concebido contextualmente, isto é, o
conhecimento humano é algo construído tão somente no coletivo. 15 HyperText Markup Language 16“What you see is what you get.”
22
Figura 3-1: Layout do ambiente da disciplina de Proteção de Sistemas Elétricos (PSE2011).
Fonte: Autor.
Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3
Pasta de arquivos
Lista de sites
importantes
Lista de tópicos
Atividades
Fóruns
23
Este ambiente virtual de apoio à aprendizagem a distância, trabalha com sete tipos de
usuários (FILHO, 2007):
Visitante: Pode acessar o ambiente e as informações disponibilizadas na tela de
abertura do sistema. Pode visitar disciplinas que permitem o acesso de
visitantes e ver conteúdo delas, mas não pode participar de atividades que
valem nota.
Usuário: Tem acesso ao ambiente e às informações constantes da tela de
abertura do ambiente virtual de aprendizagem.
Aluno: Usuário que realiza o curso e tem disponível, no ambiente, vários
recursos que contribui para o seu aprendizado e realiza as atividades
designadas pelo professor tutor.
Monitor: Pode acessar um curso e às atividades de um professor, como corrigir
trabalhos, verificar notas, etc., mas não pode alterar o conteúdo de um curso.
Professor/tutor: Tem acesso aos cursos em que está designado como professor
e pode promover alterações na tela de abertura, além de incluir ou remover
atividades e matérias. É responsável pelo acompanhamento de alunos,
responde às dúvidas, corrige as atividades além de motivar a participação dos
alunos.
Criador de cursos: Pode criar novos cursos no ambiente de ensino. É
responsável pelo funcionamento dos cursos.
Administrador: Tem acesso a todas as instâncias da instalação e pode
modifica-las. É responsável pela estrutura do ambiente, realiza instalação e
configuração do sistema e cadastro dos usuários, ou seja, todo o gerenciamento
para o funcionamento do ambiente.
3.3 Moodle no Apoio às Disciplinas da Engenharia Elétrica
Diante da importância do ensino a distância, esse tópico do trabalho mostra a
metodologia da implantação da plataforma de ensino a distância como recurso de auxílio ao
curso de graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará,
particularmente às disciplinas presenciais de Geração, Transmissão e Distribuição de Energia
Elétrica (GTD) e Sistemas Elétricos de Potência (PSE).
24
Através do ambiente Moodle, é possível criar diversas atividades e explorar um
conjunto de ferramentas que podem ser utilizadas de acordo com cada objetivo pedagógico,
por exemplo:
Criar logins de acessos;
Adicionar e gerenciar participantes e grupos;
Monitorar a participação dos alunos (acompanhamento das atividades, logs,
etc);
Criar páginas de texto, páginas web, links para ficheiros ou endereços na web;
Criar diretórios de ficheiros, ou seja, é possível a disponibilização de material
de planejamento e de acompanhamento, bem como de notas de aula;
Usar ferramentas de interação assíncrona com os alunos, incluindo a troca de
mensagens via e-mail, publicação de recados na página dos cursos, entre outros
mecanismos oferecidos pelo ambiente;
Criar Fóruns, Chats, Tarefas, Questionário, Lições, Glossários, Enquetes e
Wikis;
Avaliar o curso e os alunos;
Atribuir notas e feedbacks;
Fazer pesquisas de opinião;
Fazer a gestão de notas de trabalhos e avaliações; e etc.
Foram utilizados vários recursos proporcionados pelo Moodle, dentre os quais se
destacam: implantação de avaliações e exercícios, discussões e debates a cerca do assunto
abordado nas cadeiras, apoio online para tirar dúvidas dos alunos, envio de e-mails,
disponibilização de materiais de estudo, indicação de sites de engenharia importantes, e
utilização de um laboratório virtual. A seguir, será explicado como cada recurso foi
explorado.
a) Avaliações de opinião:
A plataforma Moodle proporciona de maneira fácil a aplicação de avaliações de
opinião. Esse recurso faz com que o professor ou tutor tenha um retorno sobre o que os alunos
pensam a respeito de várias coisas como:
Relevâncias – O aluno responde questões do tipo se ele concentra seus estudos em
assuntos que o interessam, se ele tenta melhorar seu desempenho profissional, dentre
outras questões;
25
Reflexões – Questões a respeito do que o aluno tem refletido a cerca do curso;
Interatividade – Avalia o nível de interação do aluno para com seus colegas e
professores;
Apoio dos tutores – São questões que analisam o nível de participação dos tutores na
disciplina;
Apoio dos colegas – Avalia o quão os alunos estão estimulando uns aos outros;
Compreensão – O aluno responde questões a cerca do seu nível de compreensão;
Comentários – Espaço onde o aluno pode expor sua opinião.
Como se pode ver na Figura 3-2, o aluno pode escolher como resposta para as
questões das pesquisas de avaliação: quase nunca, raramente, algumas vezes, frequentemente
e quase sempre.
Figura 3-2: Tela da pesquisa de avaliação.
Fonte: Autor.
26
Isso é um ponto positivo à medida que, ao responderem às pesquisas, os alunos podem se
deparar com perguntas nunca antes feitas para si mesmos. Na Figura 3-3, é mostrado o
resultado da pesquisa de avaliação feita com os alunos da disciplina de GTD.
Figura 3-3: Resultado de pesquisa de avaliação.
Fonte: Autor.
b) Implantação de provas e exercícios:
A implantação de exercícios e provas online é mais uma grande vantagem das
plataformas de ensino a distância. A aplicação, coleta e correção de avaliações é um trabalho
bastante cansativo e maçante para os professores, que muitas vezes acabam passando seu
precioso tempo livre de finais de semana corrigindo as inúmeras provas para que consiga
atender às cobranças pela entrega das notas o quanto antes. Sem contar que em alguns casos
certos professores não seguem o princípio da isonomia e fazem uma correção heterogênea e
sem base em parâmetros de correção. Porém, com a implantação de um banco de questões no
ambiente virtual, o professor ou tutor pode selecionar as questões desejadas e aplicá-las em
uma avaliação, sendo esta corrigida automaticamente. A Figura 3-4 mostra o banco de
questões criado para a disciplina de GTD.
27
Figura 3-4: Tela do banco de questões.
Fonte: Autor.
No banco de questões, é possível escolher qual o tipo de questão que será criada. Elas
podem ser do tipo: Calculado, Descrição, Dissertação, Associação, Respostas embutidas (ver
exemplo na Figura 3-5), Múltipla escolha, Resposta breve, Numérica, Aleatória de associação
com respostas breves, e Verdadeiro ou Falso.
O professor pode, também, dividir as questões por tópicos e/ou sub-tópicos conforme
o assunto da disciplina, organizando, assim, seu banco de questões, e, consequentemente, não
haverá perda de tempo na procura pelas questões desejadas. Na Figura 3-6, tem-se os tópicos
e sub-tópicos em que foi dividido o banco de questões da disciplina de GTD.
28
Figura 3-5: Exemplo de questão do tipo respostas embutidas.
Fonte: Autor.
Figura 3-6: Tela para edição da categoria da questão.
Fonte: Autor.
Na aplicação de provas, o professor tem o poder de: delimitar o tempo máximo de
resolução da avaliação e ver em quanto tempo cada aluno fez a prova; determinar o número
máximo de tentativas; definir como será calculada a nota final (se é a média das tentativas, ou
29
a nota maior, ou alguma outra forma); e etc. A Figura 3-7 mostra os resultados obtidos pela
turma da disciplina de GTD em um questionário sobre Energia Nuclear.
Figura 3-7: Resultados de um questionário sobre energia nuclear.
Fonte: Autor.
Na Figura 3-8, tem-se outro exemplo de recursos de análise que o professor possui
com a utilização da plataforma Moodle. Assim, tem-se uma grande gama de recursos para o
gerenciamento e aplicação de questões.
30
Figura 3-8: Gráfico do número de aluno por faixa de notas.
Fonte: Autor.
Portanto, a aplicação de avaliações ou exercícios online é uma maneira fácil, rápida e
prática de coletar e corrigir trabalhos dos alunos. Além disso, é uma excelente ferramenta para
que os alunos possam verificar se estão preparados o suficiente para a prova e também ter
uma auto-avaliação sobre seu desempenho no curso. Um manual com os detalhes de como
editar um questionário e criar um banco de perguntas ou questões pode ser encontrado no
Apêndice B.
c) Discussões e debates acerca do assunto abordado nas disciplinas
A interação aluno/professor é essencial para que haja uma boa troca de conhecimentos
entre ambas as partes. Porém, em uma sala de aula comum, muitos alunos deixam de se
expressar por conta de insegurança ou até mesmo de limitações de dicção ou linguagem.
Então é nesse ponto que as discussões online passam a ser uma importante ferramenta de
diálogo, uma vez que, através desses fóruns de discussões e debates, os alunos podem
elaborar melhor suas perguntas de forma que eles não conseguiriam fazer em sala de aula,
onde tais perguntas online podem ser de extrema importância para entendimento da matéria.
31
A Figura 3-9 mostra um dos tópicos criados na disciplina de GTD. Podemos ver que
há participação dos alunos, fazendo com que o assunto abordado na aula não acabe com o fim
da aula.
Figura 3-9: Fórum de discussões e debates.
Fonte: Autor.
Portanto, tal abordagem colabora positivamente para o aprendizado, fazendo com que
haja um aumento significativo na participação dos alunos, além de levar os assuntos
abordados em sala de aula para o cotidiano desses alunos, fazendo com que estes estejam em
contato com a matéria por um período maior de tempo.
d) Apoio online e envio de e-mails
O apoio online para tirar dúvidas é proporcionado através de um Chat online. No
bloco USUÁRIOS ONLINE na tela inicial do curso, o usuário visualiza quem está conectado
naquele instante ao Moodle. Clicando no envelope indicado na Figura 3-10, será aberta a
janela do Chat, por onde o aluno pode entrar em contato com o monitor da disciplina e tirar
suas dúvidas sem precisar se deslocar, bastando apenas saber o horário disponível do monitor.
32
Figura 3-10: Chat on-line.
Fonte: Autor.
Além do Chat online, também é possível a troca de e-mails entre os participantes do
grupo de estudo. A plataforma de ensino a distância oferece a facilidade de enviar e-mail para
qualquer participante grupo. Clicando em participantes no bloco do mesmo nome, será aberta
uma lista com todos os participantes, como indicado pela seta 1 na Figura 3-11.
33
Figura 3-11: Seleção de usuários que receberão mensagem de e-mail.
Fonte: Autor.
Na lista de participantes, o usuário pode escolher para quem quer mandar o e-mail e,
em seguida, ir em “Com usuários selecionados” escolher a opção “Acrescentar/mandar
mensagem”, como mostrado pelas setas 2 e 3, respectivamente, na Figura 3-11. Em seguida, o
usuário pode escrever a mensagem desejada, visualizar e enviar a mensagem de e-mail, como
sinalizado na Figura 3-12.
1
3
2
34
Figura 3-12: Escrevendo e enviando a mensagem de e-mail.
Fonte: Autor.
e) Disponibilização de materiais de estudo
O professor pode, também, disponibilizar materiais de estudo como apostilas (nos
formatos pdf, doc, xls, dentre outros), e-books e apresentações de slides. No instante em que a
disciplina é criada, existe a opção de escolher o tamanho máximo de upload de arquivos,
sendo o maior valor permitido na versão o de 100Mb de upload por arquivo, como mostrado
na Figura 3-13.
Figura 3-13: Tamanho máximo de upload por
arquivo na disciplina.
Fonte: Autor.
35
Na disciplina de GTD, foram disponibilizados arquivos PDF, DOC, ZIP, e outros,
como pode ser visto na Figura 3-14.
Figura 3-14: Arquivos disponíveis na disciplina de GTD.
Fonte: Autor.
f) Indicação de sites importantes de engenharia
Através da possibilidade de indicar links de sites relacionados à disciplina a ser
estudada ou, até mesmo, sites relacionados à engenharia em geral, por exemplo, o site do
MME 17
, ver Figura 3-15, o aluno pode desfrutar de mais uma fonte de conhecimento,
atualizando seus conhecimentos absorvidos em sala com os acontecimentos no mercado da
engenharia nacional e mundial.
Figura 3-15: Links indicados.
Fonte: Autor.
17 Site do Ministério de Minas e Energia.
36
Esta é uma ferramenta bastante útil para o aproveitamento de materiais encontrados na
Internet ou mesmo para apontar para sites de notícias relacionadas às disciplinas de
engenharia.
g) Utilização de um laboratório virtual
Um laboratório virtual nada mais é do que uma simulação de um laboratório que busca
representar, de forma fiel, um ambiente real por meio de um virtual, buscando educar, medir,
demonstrar, testar, treinar, avaliar, minimizar custos e riscos. Portanto, essa ferramenta tem se
mostrado, em termos educacionais, bastante importante, pois possibilita um aprendizado
prévio através de simulações, antecipando uma experiência prática inicial.
Na elaboração do simulador STOP, desenvolvido pelo mestre em engenharia elétrica
pela UFC Carlos Henrique de Castro Silva, foi utilizado como ambiente de desenvolvimento
o Netbeans18
. A linguagem de programação empregada foi o Java, que tem como principal
característica a independência da plataforma Moodle, pois se podem desenvolver aplicações
para Desktop, celular, cartão, web, televisão digital e utilizá-la em qualquer sistema
operacional que possua Java Virtual Machine (JVM19
). Com um conjunto de bibliotecas do
Java, é possível trabalhar com protocolos TCP/IP como: HTTP, FTP, UDP, permitindo fácil
acesso a URLs, o que facilita a integração com aplicações web, (SILVA, 2011).
Uma das motivações para a implantação do simulador STOP ao Moodle foi a
necessidade dos estudantes da disciplina de PSE de conseguir estudar na prática ou, ainda,
simular o que foi ensinado em sala de aula. Portanto, essa ferramenta tem como objetivo
permitir a capacitação e treinamento de estudantes do setor elétrico através da simulação de
um sistema elétrico de potência (SEP) composto de diagramas unifilares sistêmicos e
específicos com a representação dos principais componentes de proteção de um SEP, tais
como disjuntores, religadores, transformadores e relés.
No simulador, o usuário pode configurar o sistema utilizando dados de equipamentos
reais utilizados nos sistemas elétricos de potência, bem como simular faltas e reconfigurar o
sistema, fazendo ajustes de relés para coordenação e redefinição de parâmetros. Assim, o
STOP vem auxiliando na capacitação e treinamento dos estudantes de engenharia elétrica da
UFC campus Sobral. Na Figura 3-16, é mostrada a foto de uma aula referente ao STOP.
18 http://netbeans.org/ 19 “Java Virtual Machine”
37
Figura 3-16: Aula explicativa do simulador.
Fonte: Foto Laboratório de Sistemas de Energia – CEE
Sobral.
3.4 Moodle e suas Possibilidades (Integração de Novas Ferramentas)
Por ser um software livre, o Moodle apresenta uma grande vantagem que é a
possibilidade de se adicionar ou desenvolver novos recursos conforme a necessidade da
instituição. Um exemplo fácil de como desenvolver novos recursos para o ambiente é a
aplicação de um bloco que pode ser de chamado bloco-HTML. Para inserir um bloco-HTML,
deve-se clicar, com o modo editar ativado, dentro do elemento “Blocos” em “Acrescentar...”
no tipo “HTML”. Para editar o bloco, basta clicar em e, após clicar em , digitar o
código HTML. Na Figura 3-17, é possível verificar os passos anteriormente citados.
Figura 3-17: Configurando bloco HTML.
Fonte: Autor.
38
No ambiente Moodle utilizado na engenharia elétrica, foi implementado, dessa
maneira, uma ferramenta de pesquisa Google, que possui a função de pesquisar no site de
busca www.google.com o assunto desejado. O código HTML utilizado na programação do
bloco “Pesquisa” foi o seguinte:
<!-- Search Google -->
<center> <form method="get" action="http://www.google.com/search"> <table bgcolor="#ffffff"><tbody><tr><td>
<a href="http://www.google.com/"> <img src="http://www.google.com/logos/Logo_40wht.gif" /><br /></a>
<input name="q" size="25" maxlength="255" type="text" /> <input name="hl" value="en" type="hidden" />
<input name="btnG" value="Pesquisar" type="submit" /> </td></tr></tbody></table>
</form> </center> <!-- Search Google -->
A Figura 3-18 mostra como ficou disposto, na tela de abertura do Moodle, o bloco de
pesquisa criado.
Figura 3-18: Acrescentando bloco de pesquisa.
Fonte: Autor.
Alguns outros modelos de blocos que podem ser acrescentados à plataforma Moodle
podem ser obtidos em www.moodle.org.
Segundo Carlos (2011), algumas ferramentas ou aplicativos são desenvolvidos em C,
Delphi ou outras linguagens, enquanto que os AVAs são, em sua grande maioria, baseados
em tecnologia Web. Portanto, a incompatibilidade de tecnologias é um problema o qual está,
constantemente, presente na vida dos desenvolvedores de software que precisem agregar
ferramentas previamente existentes aos AVAs.
39
A estrutura de software necessária para que o Moodle trabalhe consiste em um
servidor web (Apache), um gerenciador de banco de dados (MySQL) e um servidor para a
linguagem utilizada (PHP) (CASTRO, 2011).
Para que o simulador desenvolvido pudesse ser implementado ao Moodle, foi criado
um bloco dentro do ambiente da plataforma, denominado STOP. Sua função é permitir ao
professor/tutor o acesso às ferramentas de configuração e controle dos ambientes Simulador
Formador e Servidor de Mensagens, e, aos alunos, somente o acesso ao Simulador Aluno e
Simulador, como mostrado na Figura 3-19.
Figura 3-19: Bloco STOP integrado ao
Moodle. À esquerda, como o
professor/tutor ver o bloco e, à direita,
como o aluno ver o bloco STOP.
Fonte: (SILVA, 2011).
Os elementos do bloco são, (SILVA, 2011):
Simulador Formador: Dá acesso ao laboratório virtual com as funções de comando
para Tutor/formador.
Simulador Aluno: Dá acesso ao laboratório virtual com as funções de comando para
Aluno.
Simulador: Dá acesso à versão off-line do software simulador, utilizando Java Web
Start20
.
Servidor de Mensagens: Dá acesso às configurações para o controle e gerenciamento
do chat.
20 O software Java Web Start permite fazer download de aplicativos Java da Web e executá-los.
Informações sobre Java Web Start em: http://www.java.com
40
O bloco foi desenvolvido para que se pudesse acessar o simulador remotamente
usando protocolo VNC (Virtual Network Computing). Através deste protocolo um usuário
pode conectar-se a um computador remotamente, e utilizar as suas funcionalidades visuais
como se estivesse sentado em frente do computador. A interface do ambiente gráfico
compartilhado (professor/aluno) é apresentada na Figura 3-20.
Figura 3-20: Elementos do ambiente gráfico.
Fonte: (SILVA, 2011).
São os elementos indicados na Figura 3-20:
i. Painel da Aplicação: Corresponde à interface do computador remoto, que executa a
aplicação compartilhada por tutores e alunos. O acesso a esta região é mediado pelo
tutor, podendo ele atribuir ou retirar o direito de acesso a um único aluno por vez.
ii. Barra de Ferramentas: Contém os botões que atuam sobre o Painel da Aplicação, com
opções de pan, de zoom in e de zoom out.
iii. Painel do Chat: Área onde podem ser trocadas mensagens entre alunos e tutor durante
a colaboração. Quando o Painel da Aplicação é apresentado em tela cheia, o chat é
transportado para uma janela suspensa.
iv. Lista de Usuários Conectados: Nesta parte da interface, pode-se ver a lista de usuários
conectados à aplicação.
41
v. Painel de Liberação de Recursos: Neste painel, o tutor observa os pedidos de liberação
de acesso à aplicação remota. Quando o aluno requisita acesso, seu nome é
apresentado na lista de usuários que estão aguardando a liberação da ferramenta. Na
caixa de texto status, é apresentado o nome do aluno que detém o direito de acesso no
momento. Este painel não existe na interface do aluno, sendo substituído pelo Painel
de Solicitação de Recursos, como mostrado na Figura 3-21.
Figura 3-21: Painel de solicitação de recursos (aluno).
Fonte: (SILVA, 2011).
Para orientar os usuários, foram feitos, durante o ano de 2011, ano da vigência da
bolsa de monitoria de projetos financiada pela Pró-reitoria de Graduação da UFC
(PROGRAD) e coordenada pela Coordenadoria de Projetos e Acompanhamento Curricular
(COPAG), alguns manuais de apoio com informações objetivas e claras acerca do simulador.
No Apêndice A – constam os três manuais (manual do administrador, do formador/tutor, e do
aluno) de utilização do simulador STOP, mostrando detalhadamente os procedimentos para a
execução do programa, dimensionamento de TC’s, carregamento do transformador, ajustes de
proteção, verificação de coordenogramas entre outras funções.
42
4 CONCLUSÕES E TRABALHOS FUTUROS
4.1 Conclusão
Neste trabalho, foi apresentado o projeto da utilização de um Ambiente Virtual de
Aprendizagem (AVA) de código livre, Moodle, como ferramenta de suporte às disciplinas de
Geração, Transmissão e Distribuição de Energia (GTD) e de Proteção de Sistemas Elétricos
(PSE) do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará.
Através de relatos e conversas com os alunos das disciplinas, constatou-se os seguintes
resultados gerais:
Maior motivação dos alunos das disciplinas;
Aumento das ferramentas de auxílio ao ensino presencial;
Disseminação dos conhecimentos de engenharia elétrica;
Melhor interatividade extra sala de aula entre os alunos e alunos/professor;
Maior contato com os assuntos abordados nas disciplinas.
Conclui-se, com isto, que este trabalho trouxe como contribuição a disseminação da
cultura do b-learning ou de ensino a distância no apoio ao ensino presencial, recurso ainda
pouco explorado pelos cursos de graduação do Centro de Tecnologia da UFC.
Através do Moodle, como mais um instrumento de ensino, foi possível oferecer aos
estudantes diversas ferramentas para potencializar o aprendizado de cada um deles. Como
exemplos das ferramentas utilizadas nas disciplinas, podem ser citados: compartilhamento de
arquivos; participação em fóruns de debates e discussões sobre temas abordados; elaboração e
execução de avaliações e exercícios on-line; e, dentre outras, a possibilidade de simular
aplicativos desenvolvidos em JAVA integrado à plataforma Moodle.
Com a possibilidade de simular aplicativos de forma integrada à plataforma Moodle,
foi desenvolvido o Simulador para Treinamento Presencial e a Distância em Operação e
Proteção de Sistemas Elétricos (STOP), desenvolvido por Carlos Henrique de Castro Silva,
aluno de mestrado da UFC. O STOP contribuiu de forma positiva para o desenvolvimento de
competências tecnológicas dos estudantes da disciplina PSE.
43
4.2 Trabalhos Futuros
Alguns aperfeiçoamentos podem ser feitos no ambiente Moodle de ensino utilizado na
engenharia elétrica da UFC. Dentre os possíveis trabalhos futuros para que se tenha uma
plataforma de ensino completa e eficaz, podem ser citados os seguintes:
Implementação de uma ferramenta na plataforma de ensino a distância Moodle
que dê a possibilidade de executar questões de cálculo de forma que o usuário
insira todo o desenvolvimento de seus cálculos na solução, limitando um pouco
o tipo de exercício a ser elaborado e/ou a correção do exercício.
Integrar ferramentas de áudio e vídeo ao ambiente virtual.
Adicionar novas funcionalidades ao simulador a fim de que seja utilizado na
disciplina de Proteção de Sistemas Elétricos de Potência nos cursos de
engenharia elétrica da UFC de Fortaleza e Sobral como complementação à
prática de laboratório.
44
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47
APÊNDICE
APÊNDICE A – MANUAL DO SOFTWARE SIMULADOR PARA
TREINAMENTO DE PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS
STOP
Este manual visa mostrar detalhadamente os procedimentos necessários à utilização do
software Simulador para Treinamento de Operação e Proteção de Sistemas Elétricos – STOP,
desde a execução do programa, dimensionamento de TC’s, carregamento do transformador,
ajustes de proteção, verificação de coordenogramas entre outras funções. O manual mostrará
através de figuras e procedimentos o que fazer para se conseguir a resposta desejada.
48
A.1 MANUAL DO ADMINISTRADOR
A.1.1 Programas necessários para o funcionamento do software
São necessários, para o perfeito funcionamento do software no ambiente
Moodle, os seguintes programas: Putty(SSH); TightVNC e Java. Todos esses programas são
livres e facilmente encontrados na internet.
A.1.2 Baixando os softwares
Para fazer o download do Putty, basta acessar o site www.putty.org e clicar em
Download PuTTY. O TightVNC pode ser encontrado no site www.tightvnc.com. Atenção,
basta baixar o TightVNC(viewer). O download do JAVA pode ser feito pelo site
www.java.com.
A.1.3 Executando os softwares
Tendo feito o download dos softwares, o primeiro passo é executar o PuTTY. Ao
clicar no executável, aparecerá a tela mostrada na Figura A.1-1, onde o administrador deve
preencher nos campos:
Campo 1 (Host Name): 200.17.35.4
Campo 2 (Port): 22
Figura A.1-1: Abrindo o executável PUTTY.EXE.
Fonte: Autor.
Campo 2
Campo 1
49
Em seguida, clique em OPEN, como indicado na Figura A.1-1. Então, abrirá a tela do
servidor VNC (virtual network computer). Com a tela do servidor ativada, ver Figura A.1-2,
devem-se seguir os seguintes passos:
1º passo: (login as): cogest
2º passo: (senha): ********
3º passo: /etc/init.d/vncserver.vnc
4º passo: /etc/init.d/vncserver2.vnc
5º passo: sudo /usr/local/apache-tomcat-6.0.29//bin/catalina.sh start
6º passo: (senha): ********
Figura A.1-2: Tela do programa PUTTY.
Fonte: Autor.
1º passo
2º passo
3º passo
4º passo
5º passo
6º passo
50
Outra opção para ativar o servidor de mensagens é executar o TightVNC (viewer) e
preencher os campos indicados na Figura A.1-3:
Duplo clique no executável vncviewer.exe
1º campo: 200.17.35.4::35008
Clique em Connect
2º campo: ********
Clique em OK
Figura A.1-3: Abrindo o TightVNC(viewer).
Fonte: Autor.
Então, será aberta a tela do desktop do server. Como indicado na Figura A.1-4, vá em
Aplicativos Ferramentas do Sistema Oracle VM VirtualBox.
Figura A.1-4: Tela do servirdor.
Fonte: (SILVA, 2011).
1º campo
2º campo
OBS: Esta
barra de tarefas
está oculta. Basta
ficar com o
cursor do mouse
próximo ao local
51
Tendo feito isso, aparecerá a tela do programa ORACLE, ver Figura A.1-5.
Figura A.1-5: Tela do programa ORACLE.
Fonte: (SILVA, 2011).
A.1.4 Servidor de mensagens
O seguinte passo é ativar o servidor de mensagem. Para isso, vá ao site e visualise o
bloco STOP, como na Figura A.1-6. Clicando em Servidor de Mensagens, será aberta uma
nova aba com alguns campos por serem preenchidos. O preenchimento destes deverá ser
conforme mostra a Tabela A.1-1:
Tabela A.1-1: Preenchimento dos campos do servidor de mensagens.
Servidor Porta Senha
1º campo: 200.17.35.6 80 ********
2º campo: 200.17.35.4 35008 ********
3º campo: 200.17.35.4 35009 ********
Clicar em ATIVAR.
Fonte: Autor.
52
Figura A.1-6: Servidor de mensagens.
Fonte: Autor.
Com o servidor de mensagens ativado, o simulador já está pronto para ser usado pelo
tutor de forma interativa com os alunos através do chat. No Apêndice A.2, encontra-se o
passo-a-passo do processo que o formador/tutor deve fazer para executar o STOP.
A.1.5 Gravar Sessão
Toda a dinâmica de uma sessão síncrona entre tutor e alunos pode ser gravada na
máquina do Servidor WEB. Para isso, utiliza-se o programa vnc2flv, Figura A.1-7, que já se
encontra instalado no servidor.
Figura A.1-7: Tela indicativa do desktop do servidor do programa vnv2flv.
Fonte: (SILVA, 2011).
1º campo
3º campo
2º campo
Ferramenta de gravação de tela para Linux,
Windows ou Mac. Ele captura uma sessão de
desktop VNC (sua própria tela ou de um
computador remoto) e salva como um
arquivo Flash Vídeo (FLV) para posterior
consulta dos alunos.
53
A.2 MANUAL DO FORMADOR/TUTOR
A.2.1 Executando o SPOT
A opção de execução do simulador disponível para o tutor é apenas a que permite
acesso remoto via WEB, como mostrado na Figura A.2-1.
Figura A.2-1: Bloco STOP para execução do simulador pelo tutor.
Fonte: (SILVA, 2011).
Então, clicando em Simulador Formador, será aberta a tela da Figura A.2-2. O
simulador pode ser executado com um duplo clique sobre o ícone Simulador, como indicado.
Atenção, antes de tudo, o cursor precisa ser habilitado.
OBS: O simulador só estará pronto para ser utilizado, após o servidor de mensagens
ser ativado pelo administrador, como visto anteriormente no Apêndice A.1.
Figura A.2-2: Tela do servidor WEB vista no moodle.
Fonte: (SILVA, 2011).
54
A.2.2 Elementos do ambiente gráfico compartilhado
Ambiente gráfico compartilhado em que cada aba disponível representa uma “sala de
aula virtual”, podendo ser configuradas para acesso remoto pelos alunos. A interface desta
ferramenta para o formador (professor/tutor) é apresentada na Figura A.2-3. Os elementos da
Interface são descritos em seguida.
Figura A.2-3: Elementos do ambiente gráfico.
Fonte: (SILVA, 2011).
i. Painel da Aplicação
Corresponde à interface do computador remoto, que executa a aplicação
compartilhada por tutores e alunos. O acesso a esta região é mediado pelo tutor, podendo ele
atribuir ou retirar o direito de acesso a um único aluno por vez.
ii. Barra de Ferramentas
Contém os botões que atuam sobre o Painel da Aplicação, com opções de pan, de
zoom in e de zoom out.
iii. Painel do Chat
Área onde podem ser trocadas mensagens entre alunos e tutor durante a colaboração.
Quando o Painel da Aplicação é apresentado em tela cheia, o chat é transportado para uma
janela suspensa.
iv. Lista de Usuários Conectados
55
Nesta parte da interface, pode-se ver a lista de usuários conectados à aplicação.
v. Painel de Liberação de Recursos
Neste painel, o tutor observa os pedidos de liberação de acesso à aplicação remota.
Quando o aluno requisita acesso, seu nome é apresentado na lista de usuários que estão
aguardando a liberação da ferramenta. Na caixa de texto status, é apresentado o nome do
aluno que detém o direito de acesso no momento. Este painel não existe na interface do aluno,
sendo substituído pelo Painel de Solicitação de Recursos, como mostrado na Figura A.2-4.
Figura A.2-4: Painel de solicitação de recursos (aluno).
Fonte: (SILVA, 2011).
56
A.3 MANUAL DO USUÁRIO/ALUNO
A.3.1 Executando o simulador
A opção de execução do simulador disponível para o aluno é apenas a que permite
acesso remoto via web e a para uso off-line, como mostrado na Figura A.3-1.
Figura A.3-1: Bloco STOP para execução do simulador pelo aluno.
Fonte: (SILVA, 2011).
A.3.2 Modo off-line
O executável do simulador está localizado no elemento SIMULADOR do bloco STOP
como indicado na Figura A.3-2. Ao clicar em SIMULADOR, aparecerá a opção de salvar o
executável.
Figura A.3-2: Donwload do simulador.
Fonte: Autor.
57
Após clicar no executável, aparecerá uma janela de escolha de idioma como mostrada
na Figura A.3-3.
Figura A.3-3: Seleção da linguagem.
Fonte: Autor.
Escolhendo a opção e depois clicando em “Ok”, o programa é inicializado mostrando
o diagrama unifilar de um sistema de linhas de transmissão e barramentos, ver Figura A.3-4.
Depois, para entrar nos ajustes internos da Subestação Padrão, é só clicar em cima do
barramento PAD com o mostrado pela seta na Figura A.3-4.
Figura A.3-4: Tela de entrada.
Fonte: (SILVA, 2011).
Entrando na Subestação Padrão, o usuário verá a tela da Figura A.3-5 e poderá
começar os ajustes desejados para simulação. A seguir será mostrado todo o procedimento de
ajuste para que as simulações sejam realizadas.
58
Figura A.3-5: Diagrama do Sistema Elétrico.
Fonte: (SILVA, 2011).
A.3.3 Modo online
A execução no modo online é semelhante ao modo off-line. Porém, não será
necessária a instalação do simulador. Para iniciar a execução online, basta clicar em
SIMULADOR ALUNO na Figura A.3-6.
Figura A.3-6: Bloco STOP para
execução do simulador pelo aluno.
Fonte: (SILVA, 2011).
59
Com isso, será aberta a sala de aula virtual, mostrada na Figura A.3-7. O procedimento de
simulação online segue a mesma explicação dada no modo off-line. Porém, a participação do
aluno só é permitida após a permissão do tutor, como explicado na seção 2.5 da parte II –
Manual do Formador/tutor.
Figura A.3-7: Sala de aula virtual.
Fonte: (SILVA, 2011).
A.3.4 Ajustando parâmetros
Vamos começar mostrado o procedimento de escolha dos cabos, distância entre cabos e tipo
de cabos da entrada de linha da subestação, pois a partir desses dados poderemos começar a
calcular os ajustes de proteção da subestação. No ajuste, serão seguidos os seguintes passos,
como indicado na tela do simulador, ver Figura A.3-8:
1. Entrar com os dados da Linha (escolher o condutor, definir o comprimento da linha)
2. Verificar Icc na barra de 69 kV
3. Entrar com os dados dos 2 trafos
4. Verificar Icc na barra de 13,8 kV
5. Entrar com os dados das cargas dos alimentadores
6. Especificar os TCs e validar especificação
60
Figura A.3-8: Tela inicial do simulador.
Fonte: Autor.
Cada passo será explicado detalhadamente a seguir.
i. Passo - Entrada de linha
A Figura A.3-9 mostra o local que o usuário deve clicar para que a janela dos ajustes
de entrada de linha seja aberta. São três parâmetros para o usuário ajustar: comprimento da
linha; tipo de cabo e distância entre fases. Com o tipo de cabo e a distância entre fases, o
simulador é capaz de calcular a resistência e a reatância de sequência positiva e de sequência
negativa em [Ω/m]. Já com o comprimento da linha, o simulador poderá calcular os valores de
curto-circuito nos barramentos. Se o usuário clicar em “Ok” sem especificar o comprimento
da linha, aparecerá uma mensagem de erro.
Figura A.3-9: Configuração de dados de entrada de linha 69 kV.
Fonte: (SILVA, 2011).
61
ii. Passo – Verificação da Icc na barra de 69 kV
Como dito anteriormente, os valores de entrada de linha são utilizados pelo programa
para calcular a corrente de curto-circuito trifásico e monofásico no barramento de 69kV.
Portanto, ao variar os valores desses parâmetros de entrada, o aluno poderá analisar o
comportamento da variação dos valores de corrente de curto-circuito calculados. Para
visualizar esses valores obtidos, basta clicar na barra de 69kV como mostrado na Figura
A.3-10.
Figura A.3-10: Configuração de dados do barramento de 69kV.
Fonte: (SILVA, 2011).
iii. Passo - Ajustes dos transformadores
O ajuste dos transformadores é feito clicando sobre cada um dos transformadores
indicados no diagrama do programa. Na janela “Dados do Transformador”, o usuário pode
escolher um dos modelos de transformadores já existentes ou cadastrar um novo modelo de
transformador, como indicado abaixo na Figura A.3-11.
Figura A.3-11: Dados do transformador.
Fonte: (SILVA, 2011).
62
iv. Passo - Carregamento dos alimentadores
Para carregar o valor da corrente de carga máxima suportada pelo alimentador, o
usuário deve clicar no local indicado na Figura A.3-12. Esse valor será usado no cálculo da
verificação do correto dimensionamento dos equipamentos e proteções do sistema.
Figura A.3-12: Carregamento dos alimentadores.
Fonte: (SILVA, 2011).
v. Passo – Verificação da Icc na barra de 13,8 kV
Os valores da corrente de curto-circuito trifásico e monofásico do barramento de
13,8kV são calculados pelo programa a partir dos dados dos alimentadores e da seleção dos
trafos. A visualização desses valores calculados é de modo análogo ao visto anteriormente no
barramento de 69kV, como se pode verificar na Figura A.3-13.
Figura A.3-13: Dados do barramento 13,8 kV.
Fonte: (SILVA, 2011).
vi. Passo – Ajustes dos TC’s dos religadores
O ajuste dos TC’s dos religadores é feito na janela “Dados do TC” após o usuário
clicar sobre o TC desejado. Caso não exista o TC desejado pelo usuário, é possível cadastrar
um novo TC clicando no botão CADASTRAR TC indicado na Figura A.3-14.
63
Figura A.3-14: Dados dos TCs (transformadores de corrente das linhas).
Fonte: (SILVA, 2011).
De acordo com os valores inseridos e ao clicar em “Dimensiona TC”, o programa
verifica se a relação do TC está correta para os critérios de carga máxima e curto-circuito,
conforme mostrado na Figura A.3-15.
Figura A.3-15: Verificação dos critérios inseridos.
Fonte: (SILVA, 2011).
Porém, caso o valor de RTC não esteja disponível para o modelo selecionado, isso é
informado ao usuário através de uma mensagem de erro (Figura A.3-16).
Figura A.3-16: Mensagem de erro.
Fonte: (SILVA, 2011).
64
A.3.5 Dados das proteções
Este tópico explica como fazer os ajustes das proteções dos elementos do sistema
elétrico de potência utilizado no simulador. Caso o usuário queira saber qual função é
representada por uma determinada numeração indicada em um elemento, basta ir à área
superior do simulador, onde pode ser visto os botões mostrados na Figura A.3-17. Clicando
no botão funções, o usuário terá em uma nova janela uma legenda das funções de proteção do
sistema e suas respectivas numerações de identificação.
Figura A.3-17: Legenda das funções de proteção do sistema.
Fonte: (SILVA, 2011).
OBS(1): Algumas funções de proteção são mostradas no diagrama unifilar do sistema,
porém ainda não foram programadas no simulador. Tais funções serão implementadas ao
programa em uma próxima atualização do simulador. As funções disponíveis são: 50-relé de
sobrecorrente de fase instantâneo; 50N-relé de sobrecorrente de neutro instantâneo; 51-relé de
sobrecorrente de fase temporizado; 51N-relé de sobrecorrente de neutro temporizado; 51NS-
relé de sobrecorrente de neutro sensível; 50BF-falha no disjuntor; e, finalmente, 79-função de
religamento.
OBS(2): O ajuste dos parâmetros de proteção dos elementos é feita de forma
automática pelo programa a partir dos dados de entrada escolhidos pelo usuário. Portanto, não
é necessário alterar os valores já calculados, porém, para ativar a função de proteção desejada,
65
o usuário necessitar clicar em tal função e clicar em OK, como veremos a seguir neste
manual.
i. Ajustes de proteção dos relés do lado de MT
Com um clique sobre a função que deseja ativar, o usuário poderá visualizar a janela
inicial da função já com os cálculos feitos, como indicado na Figura A.3-18. Não é necessária
a alteração dos dados da proteção. As funções disponíveis para os religadores são: 50-relé de
sobrecorrente de fase instantâneo; 50N-relé de sobrecorrente de neutro instantâneo; 51-relé de
sobrecorrente de fase temporizado; 51N-relé de sobrecorrente de neutro temporizado; 51NS-
relé de sobrecorrente de neutro sensível; 50BF-falha no disjuntor; e, finalmente, 79-função de
religamento.
Figura A.3-18: Proteção dos relés de MT.
Fonte: (SILVA, 2011).
ii. Proteção do lado de MT do transformador
As funções disponíveis para os relés do lado de alta tensão do transformador são: 50-
relé de sobrecorrente de fase instantâneo; 50N-relé de sobrecorrente de neutro instantâneo;
51-relé de sobrecorrente de fase temporizado; 51N-relé de sobrecorrente de neutro
temporizado; e 50BF-falha no disjuntor (Figura A.3-19).
Figura A.3-19: Proteção no lado de
MT dos transformadores.
Fonte: (SILVA, 2011).
66
iii. Proteção do lado de AT do transformador
As funções disponíveis para os relés do lado de alta tensão do transformador são: 50-
relé de sobrecorrente de fase instantâneo; 50N-relé de sobrecorrente de neutro instantâneo;
51-relé de sobrecorrente de fase temporizado; 51N-relé de sobrecorrente de neutro
temporizado; e 50BF-falha no disjuntor (Figura A.3-20).
Figura A.3-20: Proteção no lado de
AT dos transformadores.
Fonte: (SILVA, 2011).
A.3.6 Funções de proteção
Tópico passado explicou como fazer os ajustes das proteções dos elementos do
sistema elétrico de potência utilizado no simulador. Já neste tópico, será explicado o que
significa as funções de proteção 51/51N (Relé de Sobrecorrente de fase/neutro Temporizado)
e 50/50N (Relé de Sobrecorrente de fase/neutro Instatâneo). Mas, inicialmente, será mostrado
como se faz o ajuste da corrente de atuação de um relé.
i. Ajuste da corrente de atuação de um relé de sobrecorrente indireto
Para se fazer o ajuste da corrente de atuação de um relé de sobrecorrente indireto, é
necessário, em primeiro lugar, a definição da relação do TC (transformador de corrente) que
irá alimentá-lo. A relação do TC (RTC) que alimenta um relé deve atender os requisitos
descritos a seguir:
Critério de Curto-circuito: A corrente nominal primária do TC (IN,P) deve ser maior
do que a razão entre o curto-circuito máximo (no ponto da instalação) e o fator de
sobrecorrente do TC (FS). Geralmente, FS = 20.
max,
CCN P
II
FS
Critério de Carga Máxima: A corrente nominal primária do TC deve ser maior do que
a máxima corrente de carga a ser considerada.
67
ii. Função Sobrecorrente Temporizada de Fase 51
Na Figura A.3-21 abaixo, é apresentada uma janela de cálculo referente ao ajuste de
proteção da função 51 (sobrecorrente de fase temporizado). Nesta tela, são inseridos os dados
necessários para o cálculo da curva de coordenação do relé, dentre eles tem-se o valor do
TAP, da corrente de pickup, o valor do múltiplo da corrente de curto circuito e o tipo de
curva. Os campos Icarga máx e RTC, são informados através da seleção de TC e da entrada
da corrente de carga do alimentador, não permitindo a modificação pelo usuário na tela de
ajuste da função 51.
Figura A.3-21: Janela de cálculo do TAP da função 51.
Fonte: (SILVA, 2011).
O software gera automaticamente, após a definição das curvas e ajustes dos relés de
sobrecorrente, um coordenograma de fase e neutro, através do qual o usuário pode verificar a
coordenação das proteções. É possível gerar gráficos como arquivos de imagens (PNG, GIF e
JPG) e formatos vetorizados (PDF, EPS e SVG) possibilitando ainda, a customização de
legendas, títulos, traços, bordas, cores, fontes, plano de fundo, intervalo, etc (Figura A.3-22).
Há ainda a possibilidade de o aluno salvar os gráficos e armazenar as curvas geradas no
computador ou imprimi-las.
68
Figura A.3-22: Customização do gráfico.
Fonte: (SILVA, 2011).
i. Função Sobrecorrente Instantânea de Fase 50
Na Figura A.3-23, é apresentada uma janela de cálculo referente ao ajuste de proteção
da função 50 (sobrecorrente de fase instantâneo). Nesta tela, são inseridos os dados
necessários para o cálculo do TAP segundo dois critérios normalmente utilizados para esse
tipo de ajuste de proteção: critério de curto-circuito e critério de carga.
Figura A.3-23: Janela de cálculo do TAP da função 50.
Fonte: (SILVA, 2011).
69
A.3.7 Seletividade lógica
Os sistemas de seletividade baseados nas técnicas lógicas, ver Figura A.3-24, são
possíveis usando disjuntores equipados com unidades microprocessadas. A troca de dados
lógicos entre proteções sucessivas permite a eliminação dos intervalos de seletividade, logo,
reduz consideravelmente o retardo de trip dos disjuntores situados mais próximos da fonte.
Figura A.3-24: Seletividade lógica.
Fonte: (SILVA, 2011).
Consequentemente, em uma rede radial, são solicitadas as proteções situadas a
montante do ponto de falta, e as que estão à jusante não são solicitadas. Isto permite localizar
claramente o ponto de falta e o disjuntor a ser desligado.
Cada proteção solicitada por uma falta envia:
Um comando de espera lógica ao nível a montante (comando de aumento da
temporização do relé a montante);
Um comando de trip ao disjuntor associado, exceto se este já recebeu um comando de
espera lógica do nível a jusante (Um trip temporizado é previsto como back-up).
É possível ativar a função seletividade lógica dos relés dos alimentadores e do relé
associado ao disjuntor geral. Quando a falta no alimentador proporciona a atuação da função
instantânea do relé, a função seletividade lógica bloqueia a atuação da função instantânea do
relé associado ao disjuntor geral do barramento. Na Figura A.3-25, é mostrado um exemplo
da simulação da função de seletividade lógica. A seletividade lógica é ativada mudando a cor
da entrada digital (ED) do relé para vermelho.
51 51 51 51
Espera lógica
Falt a
70
Figura A.3-25: Ativando seletividade lógica.
Fonte: (SILVA, 2011).
A.3.8 Coordenograma
No coordenograma, ver Figura A.3-26, são exibidas, também, as curvas da função 50
(sobrecorrente instantâneo de fase), permitindo uma visão completa dos tempos de atuação
das funções de proteção. O coordenograma é importante para verificar se os relés estão
coordenados, ou seja, para um curto circuito no alimentador o relé do alimentador terá que
atuar primeiro do que o relé de barra, isolando assim a menor parte do sistema e permitindo a
continuidade dos outros alimentadores.
71
Figura A.3-26: Coordenograma.
Fonte: (SILVA, 2011).
72
APÊNDICE B – MANUAL DE COMO EDITAR UM
QUESTIONÁRIO.
Este manual visa mostrar de forma objetiva e através de figuras os procedimentos
necessários a se editar um questionário.
1. Após entrar no site do projeto COGEST e estar logado como administrador, entre no
curso Geração Transmissão e Distribuição (GTD). Tendo feito isso, o primeiro passo
para se iniciar a edição de um questionário é criar um banco de perguntas ou questões.
Para isso clique em PERGUNTAS no local indicado na Figura B - 1:
Figura B - 1: Tela inicial.
Fonte: Autor.
73
2. Então, na seção PERGUNTAS teremos um banco de questões (inicialmente vazio,
sem questões), Figura B - 2:
Figura B - 2: Banco de questões.
Fonte: Autor.
3. Para criar uma nova pergunta, clique em CRIAR NOVA PERGUNTA como indicado
na Figura B - 3.
Figura B - 3: Criando nova pergunta.
Fonte: Autor.
74
4. Nessa opção teremos vários tipos de questões para escolher. São estes os tipos:
Calculado; Descrição; Dissertação; Associação; Respostas embutidas; Múltipla
escolha; Resposta breve; Numérica; Aleatória de associação com respostas breves; e
de V ou F.
5. Então, após possuirmos um banco de questões, podemos criar um questionário. Para
isso, vá até a página inicial do curso de GTD e, em ACRESCENTAR ATIVIDADE,
escolha a opção QUESTIONÁRIO como mostrado a seguir na Figura B - 4.
Figura B - 4: Acrescentando questionário.
Fonte: Autor.
75
6. Aparecerá a tela abaixo. O preenchimento dos dados do questionário também é bem
intuitivo, caso haja alguma dúvida a respeito de algum tópico, basta clicar na figura de
uma interrogação ao lado do tópico em dúvida, Figura B - 5.
Figura B - 5: Dados do questionário.
Fonte: Autor.
7. Após preencher os pré-requisitos do questionário, clique em salvar e mostrar. Então,
será mostrada a seguinte tela da Figura B - 6.
Figura B - 6: Perguntas do questionário.
Fonte: Autor.
76
8. Por último, para adicionar as questões desejadas do banco de questões para o
questionário, basta selecionar tais questões e clicar em como
mostrado na Figura B - 7 abaixo. Depois é só salvar.
Figura B - 7: Acrescentando perguntas ao questionário.
Fonte: Autor.