PROPOSTA DE RENOVAÇÃO PARA O ENSINO DA GEOMETRIA DESCRITIVA, UTILIZANDO RECURSOS GRÁFICOS COMPUTACIONAIS.

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1 PROPOSTA DE RENOVAÇÃO PARA O ENSINO DA GEOMETRIA DESCRITIVA, UTILIZANDO RECURSOS GRÁFICOS COMPUTACIONAIS. Sônia Maria Cielo 1 Universidade Federal de Santa Maria 1 Centro de Tecnologia - Departamento de Expressão Gráfica Santa Maria/RS CEP Resumo. A proposta de renovação para o ensino da Geometria Descritiva surgiu da constatação das dificuldades vivenciadas pelos alunos dos cursos de Engenharia da Universidade Federal de Santa Maria, na aprendizagem das operações espaciais e sua representação gráfica. Para a compreensão e domínio destas operações, é imprescindível a capacidade de visualização espacial. A passagem do espaço para o plano e vice-versa, não é uma tarefa fácil para o aluno que não desenvolveu o raciocínio espacial e nem a habilidade de desenhar. As atividades educacionais, no ensino fundamental e médio, têm sido direcionadas para o desenvolvimento das funções cognitivas, racionais e lógicas. Estudos sobre os processos mentais que interferem na aprendizagem mostram que o cérebro possui áreas responsáveis pela orientação espacial, intuição, emotividade e criatividade. No entanto, o ensino formal não tem dado a devida atenção ao desenvolvimento destas capacidades. Ao necessitar delas, o aluno sente-se inseguro, bloqueado e incapaz. Esta proposta constitui-se numa reflexão sobre os métodos de ensino, na busca de uma alternativa didática capaz de proporcionar um ensino-aprendizagem de melhor qualidade, resultando na elaboração de um Recurso Gráfico Computacional que possibilite a visualização das operações, facilitando a sua compreensão e também a tarefa de ensiná-las. Ao lado de uma visão pedagógica holística, voltada para o atendimento integral do aluno, pretende-se atender às necessidades e às exigências atuais de capacitação profissional, frente a um mundo em aceleradas e profundas transformações. Palavras-chave: Recurso gráfico computacional, Visão espacial, Geometria descritiva. NTM - 306

2 1. INTRODUÇAO Na experiência da docência em Geometria Descritiva (GD) nos cursos de Engenharia (Civil, Elétrica, Mecânica e Química) da Universidade Federal de Santa Maria, há muito tempo constatam-se as dificuldades vivenciadas pelos alunos na compreensão dessa disciplina, que é tida como difícil de ser entendida. O domínio da visão espacial é considerado fundamental para o bom desempenho, tanto na disciplina de GD, como na prática profissional. As dificuldades dos alunos são atribuídas ao fato de não terem sua visão espacial devidamente desenvolvida no ensino básico. Sem visão espacial, eles não vêem as operações, não alcançam a abstração necessária, transformando o assunto em tabu. A aprendizagem dos aspectos teóricos apresenta-se complexa e dissociada da vivência do aluno e da prática profissional. Os professores tentam de todas as formas fazer com que os alunos visualizem no espaço formas imaginárias para representá-las. É um trabalho cansativo, que exige muito esforço por parte do professor, que é encarado como um visionário no sentido literal da palavra, porque só ele vê o que os alunos não conseguem enxergar. Sente-se a necessidade de mudar este quadro, a época é outra e, no entanto, os métodos de ensino são os mesmos há muitas décadas. Os alunos conseguem aprender, é verdade, mas não de uma forma competente, com a profundidade necessária. As condições de aplicabilidade em situações práticas nem sempre são percebidas e não há condições de explorar esta questão. Leva-se muito tempo para que os alunos comecem a entender os assuntos e a complexidade dos mesmos aumenta gradativamente, não oportunizando experiências práticas. Por outro lado, vive-se hoje um período de transição civilizacional. A humanidade como um todo está ingressando em uma nova e decisiva etapa de sua evolução histórica. As novas tecnologias, que desvincularam de forma definitiva, o crescimento da produção do crescimento do emprego, desmaterializaram o trabalho humano e levaram a economia e a sociedade à era da informação e do conhecimento, exigindo novos profissionais, mais competentes e preparados. Há necessidade de atualização constante, em todos os setores da vida humana, e especialmente, dos métodos, técnicas e ferramentas de ensino. Este projeto visa uma alternativa didático-pedagógica que possibilite a melhoria da qualidade no ensino e na aprendizagem da GD. Não se sabe se será possível atender a todas as questões levantadas, mas esta pretende ser uma proposta a ser estudada, avaliada e aperfeiçoada. Acredita-se ser importante dar o primeiro passo. 2. DESENHO: CONTEXTUALIZAÇÃO, EVOLUÇÃO HISTÓRICA E RELAÇÕES COM VISÃO ESPACIAL, CEREBRO E APRENDIZAGEM Contextualização Das inscrições nas cavernas à era da informática, o homem utiliza uma linguagem universal O DESENHO para analisar, interferir e transformar sua própria realidade, sendo fator preponderante em todas as fases da história evolutiva. Pode-se, inicialmente, definir desenho como sendo uma forma de linguagem. Mas este termo é bastante amplo, compreendendo vários aspectos da comunicação. Na verdade, o homem é um animal lingüístico e todas as formas de linguagem servem como meio de expressão oral, visual ou corporal. Etimologicamente, a palavra desenho deriva-se do verbo desenhar, que tem sua origem no verbo italiano disegnare, que, por sua vez, vem do latim designare, que significa: dar a conhecer, nomear, indicar, fixar, determinar, marcar, assinalar, qualificar, denominar, classificar. Para Gomes [1], disegno (italiano) é a origem dos termos design (inglês), dessin (francês), diseño (castelhano) e desenho (português). Este autor afirma que conhecer a origem e o sentido da palavra desenho é fundamental para a contextualização desta área: disciplinas, níveis de ensino, campos de atuação vocacional e ramos de especialização profissional. Assim, definir desenho é uma questão complexa, tendo em vista as diversas conotações e denotações que a palavra abrange, verificando-se uma gama de interpretações e sentidos, de acordo com o processo de desenvolvimento social, político e econômico, e também da influência dos movimentos artísticos e culturais, do panorama interno e externo, dos aspectos profissionais, educacionais e culturais de um país. Na Ref. [1], o autor situa os tipos de desenho em: a) Desenho Projetual (de ambiente, de artefato, de comunicação), que representa as fases de criação, invenção e elaboração de um produto e implica no desenvolvimento das capacidades criativas, coisa que o ensino tradicional não tem dado a devida importância; b) Desenho Operacional (de imitação, de definição, de convenção, onde se inclui o desenho geométrico, a geometria descritiva e o desenho técnico) que, por sua vez, representa a fase técnica, normatizada e convencional, resultado da invenção ou inovação. Isto não quer dizer que são fases distintas, apenas que, na prática, a etapa criativa geralmente antecede a representação gráfica técnica. Percebe-se que o ensino formal, tal como se apresenta, não tem se preocupado em estimular as capacidades criativas e imaginativas nos alunos, e nem tampouco lhes oferece condições de expressar gráfica e tecnicamente suas idéias. Para capacitar a expressão gráfica de idéias, baseada na habilidade técnica, é preciso aperfeiçoar e estimular a imaginação dos estudantes com métodos didáticos desbloqueadores e desinibidores. Torna-se, nesse sentido, fundamental retroceder no tempo e verificar a trajetória histórica do ensino do desenho no cenário educacional brasileiro, a fim de embasar uma proposta alternativa para melhorar a qualidade do ensino e da aprendizagem da Geometria Descritiva Evolução histórica. NTM - 307

3 O desenho está e sempre esteve presente no dia a dia do ser humano, através dele se pôde conhecer e estudar os costumes e o desenvolvimento intelectual e técnico de cada época histórica. O ensino do desenho no Brasil já teve importância e destaque bem acima da situação atual. Sabe-se que a partir de 1930, o desenho foi incluído no currículo, no mesmo nível que as demais disciplinas, com programas oficiais para todo o país. Nas décadas de 40 e 50 o desenho foi ressaltado como elemento educativo imprescindível e era ministrado como disciplina nos cursos ginasial e científico (hoje, equivalentes ao ensino fundamental e médio). Neste período, diversos cursos superiores exigiam nos seus exames vestibulares conhecimentos específicos de desenho. Para Nascimento [2], muito embora esse período seja lembrado como a época áurea do desenho e relembrado com certa nostalgia, uma série de contradições brotava do interior da disciplina: falava-se em desenvolvimento da imaginação e da criatividade, mas a prática era calcada na cópia, na rígida observância de regras e de métodos. No final da década de 50, os debates começaram o mudar o rumo e se polarizaram na questão metodológica. Como conseqüência, a Lei de Diretrizes e Bases (1961) coloca o desenho em desvantagem, integrando-o no rol das disciplinas complementares, à escolha dos estabelecimentos. A partir de 1970, o ensino de desenho começa a viver uma grave crise de identidade, que se estende aos dias atuais. Com a Reforma do Ensino (Lei 5692/71), a Legislação Educacional suprimiu a obrigatoriedade do ensino de Desenho nos níveis fundamental e médio. Com isso, hoje ao chegar na universidade, especialmente os alunos que ingressam nas engenharias, na arquitetura, no desenho industrial, na comunicação visual e outros cursos afins, não apresentam preparo básico anterior, enfrentando muitas dificuldades no decorrer do curso. Constata-se uma deficiência generalizada no ensino e aprendizado do desenho na escola brasileira, em todos os níveis. A nova LDB (Lei 9394, de 20/12/1996), promulgada exatamente trinta e cinco anos depois da primeira LDB (Lei 4024, de 20/12/1961), também não acrescenta nem modifica a legislação anterior, apenas reforça o quadro existente. Enfim, as Leis, Resoluções e Pareceres quer no âmbito federal, quer na maioria dos estados brasileiros, com relação ao ensino do desenho, não foi objetiva na solução do problema, fugindo sempre a uma análise mais profunda. Sendo o desenho uma forma de linguagem, que deve ser assimilada de modo gradual e paulatino, seu ensinamento nos cursos superiores sofreu sensíveis prejuízos, tendo estes que desenvolver os conteúdos que antes eram vistos no nível médio.este é um fato grave e até paradoxal. Grave, porque o desenvolvimento tecnológico e industrial brasileiro exige um aprofundamento dos conteúdos para uso em projetos, detalhamento e execução. Paradoxal, por ter o Brasil adotado um modelo econômico baseado em exportações, quando se sabe que estas somente poderão competir no comércio internacional se apresentarem como fundamental a qualidade dos produtos. E esta, para ser alcançada, necessita de sólida concepção e base tecnológica, como também da capacidade de criar e de inovar. Sendo assim, após o estudo da legislação e a constatação das análises feitas acima, a preocupação é encontrar caminhos para conduzir à solução do problema colocado inicialmente, já que o resgate da disciplina não pode ficar no saudosismo romântico de uma época. Sabe-se que dificilmente as soluções partirão das autoridades competentes. Cabe aos interessados e prejudicados com a questão movimentarem-se na busca de alternativas Relações com Visão Espacial, Cérebro Humano e Aprendizagem. Visão Espacial. Pode-se definir Visão Espacial como sendo a percepção visual que faz o reconhecimento e o tratamento das formas e volumes, relacionando-os no plano e no espaço. É a inteligência responsável pela capacidade de construir mentalmente um mundo, se orientar e operar nele. O grau maior ou menor desta habilidade depende do uso que a pessoa faz para solucionar problemas dessa ordem. Por exemplo: ao perguntar a um pedreiro de quantos tijolos ele precisa para fazer determinada parede, a resposta será muito próxima da exatidão. Esta habilidade é fundamental para desenhadores, decoradores, arquitetos e engenheiros. É fundamental também para dirigir, orientar-se nas ruas, estacionar, etc. A capacidade de desenhar ou de expressar idéias depende da capacidade de ver, ou seja, de efetuar uma mudança no estado cerebral para uma diferente modalidade de ver. Algumas atividades que podem produzir este estado ligeiramente modificado de sonhar acordado são a leitura, a meditação, o tricô, a costura, o computador, o ato de ouvir música, de dirigir um automóvel e, naturalmente o desenho. No entanto, definir se a capacidade de visualização é um dom natural ou se é produto de aprendizagem é uma questão polêmica. Este questionamento se baseia na análise psicogenética: a informação cognoscitiva vem do exterior ou o sujeito é portador de capacidades inatas? Questões como esta têm sido pensadas desde que a filosofia começou e evidenciam teorias contraditórias. O foco da questão foi sempre a influência dos órgãos sensoriais sobre a percepção. Enquanto os pensadores pré-socráticos desprezavam a experiência sensorial, os empiristas viam-na como sendo a única fonte confiável do conhecimento. Jean Piaget foi um deles e sua contribuição foi notável para o esclarecimento desta questão. Pensadores como Piaget [3], Gregory [4], Edwards [5] e Gardner [6], pesquisaram sobre o assunto e concluíram que a capacidade maior ou menor de visão espacial está ligada à aptidão individual, mas que pode ser desenvolvida através de um processo de aprendizagem que utilize uma linguagem adequada. Enfim, para aprender Geometria Descritiva (GD) é indispensável a capacidade de visão espacial. A GD, por sua vez, possibilita o domínio das técnicas de representação gráfica dos objetos tridimensionais, relacionando-os no plano e no espaço. Através da GD pode-se desenhar com exatidão as formas dos objetos, determinando suas dimensões reais e estabelecendo as relações entre uma idéia (ato criativo) e a sua concretização (representação gráfica padronizada). A materialização de uma idéia inovadora passa pelas fases de criação, adequação e representação. Esta última se refere às técnicas e normas, necessárias para que o que se quer realizar seja facilmente entendido e NTM - 308

4 interpretado. A GD proporciona esta capacidade, unindo a criatividade à capacitação técnica para transformar uma idéia num produto realizável. Esta habilidade pode ser ensinada e aprendida, e proporciona dupla vantagem: quando se aprende a desenhar, adquire-se a habilidade de pensar de forma mais criativa em outras atividades em geral. A habilidade de desenhar acontece quando as habilidades mentais (apreensão, memorização, avaliação e criação) se integram com as habilidades manuais para expressar, representar, comunicar graficamente. O cérebro humano e a aprendizagem. Visto de cima, o cérebro humano lembra o formato de uma noz duas metades semelhantes, enroladas, arredondadas e ligadas no centro. Essas duas metades são os hemisférios - esquerdo e direito - do cérebro. A ligação do sistema nervoso ao cérebro é feita em cruzamento. O hemisfério esquerdo controla o lado direito do corpo, e o hemisfério direito controla o lado esquerdo. Assim, devido ao cruzamento da trajetória dos nervos, a mão esquerda é ligada ao hemisfério direito; a mão direita, ao hemisfério esquerdo. Segundo Edwards, na Ref. [5], o conhecimento de ambos os lados do cérebro é um passo importante para quem deseja liberar seu potencial criativo. A Fig. 1 demonstra e esclarece a lateralidade do cérebro. Figura 1. Lateralidade do cérebro (Fonte: Edwards, 1984, p. 39). HE Dominante ou principal Verbal Racional Lógico HD Secundário Intuitivo Subjetivo Holístico Espacial Atemporal Edwards, na Ref. [5], afirma que existe uma plasticidade considerável no sistema nervoso humano e que a inteligência pode ser desenvolvida. No entanto, o sistema educacional dedica-se em cultivar as aptidões do hemisfério esquerdo verbal, racional, pontual e, com isto, a totalidade do cérebro dos estudantes deixa de se desenvolver. Uma das maravilhosas aptidões do hemisfério direito é a capacidade de visualizar e formar imagens, componentes importantes do desenho. Desenvolvendo-se a capacidade de visualização espacial, desenvolve-se a capacidade de resolver problemas, analisar as coisas de duas maneiras: a) abstrata, lógica e verbalmente; b) holística, muda e intuitivamente. Desenhar é, em síntese, uma capacidade holística que oportuniza o pleno uso do cérebro: o hemisfério esquerdo é estimulado pela atividade motora e o hemisfério direito libera a criatividade e a intuição reprimidas e controladas pelo outro lado. Isto oportuniza uma visão de vanguarda para a educação. O cérebro, para Gardner, na Ref. [6], tem sua estrutura de funcionamento toda compartimentada, sendo cada setor especializado em um tipo de pensamento ou coordenação, embora as manifestações sejam globais. Segundo Shor [7], o objetivo da educação é preparar o homem para ser empreendedor e livre, tratar de mudar vidas, ampliar capacidades inatas ou latentes, estimular para que elas apareçam. A aprendizagem ou o ato pedagógico realiza-se num lugar privilegiado: a sala de aula. Para ela afluem as contradições do contexto social, os conflitos pedagógicos, as questões da ciência e as concepções valorativas daqueles que compõem o ato pedagógico: o professor e o aluno. O professor é, ao mesmo tempo, determinante e determinado por todos estes fatores, da mesma forma que os alunos. Estes, por sua vez, estão condicionados a esperar que o professor dê aula, enquanto eles escutam, numa posição confortável e passiva, estimulando a consciência bancária, como diz Freire [8]. Para Shor, na Ref. [7], há necessidade de uma nova maneira de encarar a relação entre sujeito e objeto do conhecimento: Professor + Conhecimento + Aluno = Criação e Re-criação do conhecimento. Nesta visão, o professor e o aluno são sujeitos do processo e parceiros na construção do conhecimento. O conteúdo é o elo que une o sujeito que propõe com o sujeito que busca. Esta nova consciência não substitui a idéia tradicional, apenas completa, amplia e acrescenta uma nova dimensão: a busca de profissionais mais competentes e preparados implica, obrigatoriamente, na melhoria da qualidade do ensino. 3. A GEOMETRIA DESCRITIVA, OS MÉTODOS DE ENSINO E AS NOVAS TECNOLOGIAS EDUCACIONAIS A Geometria Descritiva O matemático francês Gaspar Monge ( ), criador desta ciência, sistematizou e metodizou os traçados empíricos existentes até então em forma de receitas, muitos dos quais conservados em segredo. Sabe-se que os arquitetos que construíram as catedrais romanas já conheciam o corte científico das pedras empregas nas construções, ofício conhecido como cantaria. Na época, a França era altamente dependente da Inglaterra. Após a Revolução NTM - 309

5 Francesa, Napoleão impôs o bloqueio continental à Inglaterra, beneficiando a expansão da nova indústria francesa e européia. Para ele, o progresso e o desenvolvimento matemático estão intimamente ligados à prosperidade do Estado. Segundo Panitz [9], o vertiginoso crescimento da Engenharia, verificado nesta fase, não teria sido possível, não fosse o desenvolvimento de várias áreas da matemática, iniciadas a partir do século XVII, entre elas a Geometria Analítica, o Cálculo Diferencial e Integral, a Geometria Diferencial e a Geometria Descritiva. Com o domínio do espaço geométrico concretizado pela descrição gráfica das posições ocupadas pelos elementos geométricos, obtinha-se um desenho apropriado à criação de máquinas e artefatos mais eficientes. Com o auxílio da GD pôde-se resolver graficamente problemas de determinação de verdadeiras grandezas, ângulos e áreas, desenvolvimento de superfícies e interseção de sólidos, entre outros. A GD passou a constituir-se no mais importante método de representação por projeções ortogonais, não só pela simplicidade de sua concepção, como também pela ampla variedade de aplicações, servindo de base para o Desenho Técnico, o Desenho Arquitetônico e as diversas formas de Perspectiva. O ensino da GD tem sido discutido sistematicamente nos meios acadêmicos, procurando-se encontrar novas formas de ensino que superem as dificuldades de aprendizado dos alunos Os métodos tradicionais de ensino e as novas tecnologias Ao ingressar na Universidade, a maioria dos alunos ainda recebe aulas tradicionais de Geometria Descritiva: os professores ensinam da mesma forma que aprenderam. Os conteúdos são ensinados no plano (quadro de giz) para representar o que está no espaço (objeto), ou seja: parte-se da representação tridimensional em direção à representação bidimensional. A percepção do objeto real fica esquecida; é uma etapa que o aluno não desenvolve e sem a qual os conteúdos que se seguem não ficam realmente assimilados, mas sim impostos e decorados. Para que o aluno entenda bem a GD, ele precisa dominar a habilidade de relacionar o desenho (no papel) com o objeto, ou seja, a representação gráfica dada através de projeções com a representação espacial, a visualização e a compreensão da forma do mesmo objeto. É este processo mental que fica prejudicado pela falta de experiências anteriores e também pela ineficiência dos métodos didáticos Ao mostrar como se dá a passagem do objeto espacial para a sua representação bidimensional, é justamente onde reside a maior dificuldade para a maioria dos estudantes. O desenho projetivo exige do aluno a visualização abstrata do objeto tridimensional, para posterior representação gráfica, técnica e normatizada de sua forma bidimensional (no papel). O aluno precisa ver as posições espaciais através de épuras e vice-versa, e isto requer uma visão espacial devidamente desenvolvida. A seqüência dos conteúdos vai se tornando cada vez mais complexa, exigindo do aluno um raciocínio rápido e seqüencial. Na Fig. 2, por exemplo, o aluno deve saber distinguir e visualizar a operação espacial representada na épura, como uma interseção de um plano definido por retas concorrentes com outro plano definido por retas paralelas. Ele não faz a representação espacial, mas enxerga a operação. Esse processo mental de abstração vai se tornando difícil para o aluno em operações gradativamente mais complexas. Ele precisa ligar o desenho no plano à visão espacial rela ou imaginária do mesmo. Figura 2. Passagem do plano para o espaço: visualização de uma interseção de planos definidos por retas. Verifica-se então que o ensino tradicional não está cumprindo com êxito a tarefa de desenvolver esta capacidade. De um lado, o sistema educacional privilegia o desenvolvimento do raciocínio verbal e lógico, deixando de lado o aprimoramento das habilidades espaciais, criativas e intuitivas. Por outro lado, a metodologia utilizada tradicionalmente acaba tornando a aprendizagem da GD exaustiva e desestimulante. O ensino da representação gráfica tridimensional apresenta, basicamente, duas dificuldades: para o professor, usar a linguagem gráfica adequada e, para o aluno, a compreensão clara das formas tridimensionais. Enquanto o professor gesticula, descreve, compara, elabora as mais detalhadas analogias, nem imagina o que se passa pela cabeça da maior parte dos alunos. Em termos gerais, o que se tem usado como ferramenta didática é extraordinariamente parecido com o que os avós e bisavós já conheciam. Sacralizar verdades e conteúdos á apregoar uma mentalidade NTM - 310

6 estática, contrária ao crescimento e à evolução do homem como sujeito construtor de sua história. Como diz Mário de Andrade, o passado é lição para se meditar, não para reproduzir. Enfim, após a constatação das dificuldades encontradas pelos alunos no aprendizado da GD, torna-se necessário reestruturar as aulas e renovar o método didático. Vive-se hoje a Era da Informação, uma transição históricopragmática. O progresso tecnológico exige uma nova postura criativa e habilidade de ler, interpretar e desenhar objetos, torna-se cada vez mais importante e necessária para os engenheiros, responsáveis pela criação e construção de novas formas mais adequadas de viver. Evidencia-se a necessidade de buscar formas alternativas para o ensino, adequadas às necessidades do momento e para satisfazer as exigências do perfil do profissional do próximo milênio. A educação dispõe hoje de um impressionante arsenal de novas tecnologias, ferramentas úteis e necessárias, constituindo-se em alternativas para facilitar as formas de aprender, sem necessariamente substituir a aula real por uma virtual. Não é pelo charme ou sabor de novidade que se impõem as novas tecnologias educativas. Faz-se necessário rever os métodos tradicionais de ensino da GD para, após uma análise comparativa, propor uma modalidade de se trabalhar esta disciplina, mais moderna, atraente e eficiente, que possa melhorar a qualidade do ensino da GD, através do aprimoramento da visão espacial, numa pedagogia participativa, onde o aluno sinta-se motivado e aprenda melhor. 4. COMO FAZER A MELHORIA DA QUALIDADE DO ENSINO-APRENDIZAGEM DA GEOMETRIA DESCRITIVA A busca do como fazer, passa pela análise de todos estes aspectos e também pela sondagem das dificuldades enfrentadas, opiniões e expectativas, junto aos alunos. Procurou-se obter, com eles, o máximo de informações úteis para o embasamento desta pesquisa. Os alunos escolhidos foram os do primeiro semestre dos cursos de Engenharia (Civil, Elétrica, Mecânica, Química), matriculados na disciplina de Introdução ao Desenho, no 1º semestre de 2000, pelo fato de que estes enfrentam as mesmas dificuldades ao iniciar o estudo da GD, num total de aproximadamente 120 alunos, dos quais 98 estavam presentes nos dias em que foi realizada a pesquisa. Verificou-se que, em torno de 70% dos alunos não tiveram nenhum contato com o desenho como disciplina no ensino básico e que o percentual dos que tem mais dificuldades na assimilação da Visão Espacial são justamente 75% dos mesmos alunos. Percebe-se nestes dados a relação entre os alunos sem base anterior com os que apresentam maior dificuldade na visão espacial. Ficou evidente a importância da visão espacial na aprendizagem da GD, na opinião dos alunos e, também, a sugestão de utilização de recursos da informática como uma maneira didática para facilitar esta aprendizagem. Pode-se observar, através dos dados obtidos, que a compreensão da GD depende basicamente da habilidade de visualizar espacialmente. Mostram a opinião dos alunos sobre a metodologia de ensino desenvolvida até então, sobre os recursos didáticos utilizados e a necessidade urgente de atualização, adequando o método pedagógico aos recursos tecnológicos atuais. Sabe-se que, para uma reforma educativa eficaz, é necessário renovar a ação pedagógica, capacitando e atualizando os educadores. Atualização é a palavra chave. Neste momento, onde tudo se processa rapidamente, o educador tem o dever de acompanhar as transformações e avanços tecnológicos.como diz Montenegro [10]: O modo de mudar é o de Gandhi; pacificamente, mas não passivamente. 5. PROPOSTA DE REFLEXÃO E RENOVAÇÃO DO MÉTODO DE ENSINO Buscou-se um método de ensino que, utilizando recursos da informática, maximize a relação ensinoaprendizagem da GD, tendo como objetivo principal desenvolver no aluno a visão espacial, o senso crítico e a habilidade de enfrentar e resolver problemas, além de facilitar o ensino para o professor. A proposta consiste na utilização, em sala de aula, de um Recurso Gráfico Computacional (RGC) para possibilitar que as etapas de visualização espacial não sejam apenas imaginadas, mas acompanhadas por efeitos tridimensionais e de animação, facilitando a compreensão dos assuntos e a tarefa do professor de demonstrar as operações espaciais, feitas anteriormente com recursos tradicionais: quadro, giz, régua, compasso. Elaborou-se um Projeto de Ensino, constituindo-se o mesmo, posteriormente, numa Atividade Complementar de Graduação (ACG), aprovada pelo Colegiado do Departamento de Expressão Gráfica, com a participação de um aluno bolsista (PIBIC/CNPq) e também de alunos voluntários, que participam em todas as fazes, elaboração, testes e avaliação do recurso.a fim de organizar as etapas de desenvolvimento do RGC, foi feito um planejamento, prevendo-se as seguintes atividades: Estudo da disciplina Geometria Descritiva e revisão bibliográfica de assuntos afins; Pesquisa de verificação sobre o que existe atualmente de recurso didático semelhante ao proposto; Seleção e planejamento da seqüência para criação das imagens em 3D e da animação pretendida; Escolha dos softwares gráficos adequados ao objetivo proposto; Testes funcionais de utilização, visualização e compreensão, em uma turma de alunos; Avaliação da eficiência do recurso de forma interativa e participativa entre alunos e professores; Avaliação do desempenho dos alunos, comparando com as demais turmas onde o recurso não foi usado. 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7 Criação e animação das imagens. A proposta exigia programa de computador que possibilitasse a representação em 3D, pudesse simular animações. Optou-se pelo AutoCAD para algumas representações e pelo 3D Studio Max para a execução das operações tridimensionais e animações. Este programa, específico para criação, modelagem, animação e renderização em três dimensões, possui uma quantidade muito grande de recursos e ainda assim é relativamente fácil de ser operado. Possibilita animações que simulam o rebatimento dos planos e as respectivas projeções de pontos, retas, figuras e objetos, facilitando a visualização, desenvolvendo o raciocínio e a habilidade de ver e representar graficamente. O processo para criação e animação das imagens seguiu as seguintes etapas: i) desenho; ii) aplicação de materiais; iii) aplicação de iluminação; iv) aplicação de câmeras; v) ligação de objetos; vi) determinação de parâmetros do filme; vii) animação; viii)determinação de parâmetros de visibilidade e modificação; ix) renderização quadro-aquadro. i) Desenho os desenhos mais complexos foram realizados no AutoCad 14 e os mais simples no próprio 3D Stúdio Max. Seguiu-se o modelo padrão de planos e diedros, acrescentando um hipotético observador para indicar a direção de observação. Os pontos foram representados como esferas e as retas como cilindros. ii) Aplicação de materiais procurou-se definir os aspectos como cor, textura, brilho, transparência e outros. Para os planos foram escolhidas cores distintas, para evitar confusão quando da rotação sobre a linha de terra, e também foi aplicada transparência relativa, deixando o material translúcido para que sejam notados detalhes nos diedros posteriores. Para os elementos que merecem destaque, como pontos, retas e letras, foi usada a textura de plástico vermelho. Para permitir a visão através da figura do observador, este recebeu uma textura de vidro transparente. A projeção de pontos e retas sobre os planos também recebeu o material vidro transparente para dar a sensação de caminho de sombra. iii) Aplicação de iluminação para a geração de sombras ortogonais foi aplicada a iluminação direcional, que simula a luz do sol projetando os raios de forma paralela até o infinito. Um ponto de luz perpendicular ao plano (π) e outro perpendicular ao plano (π ). Para melhorar a visualização dos objetos também foi aplicado um ponto de luz omni, que simula uma luz incandescente irradiando em todas as direções, porém foi desabilitada a geração de sombras. A iluminação geral do ambiente também sofreu modificações. iv) Aplicação de câmeras para animar existem duas opções, uma é manter o observador fixo e movimentar o objeto e a outra é manter fixo o objeto e movimentar o observador, neste caso a câmera. Assim, foi criada uma câmera target, cujo ponto focal é facilmente ajustável, posicionada no lado esquerdo com inclinação aproximada de 30º. Em etapa posterior, foi definido o trajeto que a mesma deveria percorrer. v) Ligação de objetos ao animar um objeto, outros devem acompanhar esta trajetória. Por exemplo, quando ocorre o rebatimento do plano (π), a projeção e as letras indicativas devem seguir o mesmo caminho. Para que isso aconteça, é executado um link, ou ligação de objetos, que passam a ter o comportamento de um único grande bloco. vi) Determinação de parâmetros do filme um filme é uma seqüência de quadros estáticos que ao serem projetados com determinada velocidade, transmitem a sensação de movimento. Para um movimento suave são necessários de 18 a 24 quadros ou frames por segundo. Após alguns testes, o valor ótimo foi estabelecido em 20 quadros por segundo. Também ficou definido que o tamanho padrão do filme ficaria em 15 segundos, tempo suficiente para demonstrar com clareza os princípios geométricos. vii) Animação na animação tradicional, ter-se-ia de desenhar 300 quadros em processo manual de confecção, para obter 15 segundos de animação. Na animação por computador é preciso definir apenas a posição inicial e a final dos objetos entre determinado espaço de tempo e a máquina se encarrega de gerar os quadros intermediários. Por exemplo, no instante 5s, inicia o rebatimento do plano (π) e termina no instante 8s. Para animar esta situação, o contador de tempo é posicionado em 5s e habilitado o processo de animação. Em seguida, desloca-se o contador de tempo para 8s e realiza-se o movimento requerido, no caso um giro de 90º do plano (π) em torno da linha de terra. Automaticamente são gerados 60 quadros que irão constituir esta parte da animação. viii) Determinação de parâmetros de visibilidade e modificação durante o processo de animação, certos objetos devem desaparecer ou surgir em determinado instante, outros devem sofrer modificação, como um estiramento, por exemplo. Nestes casos, utiliza-se um recurso chamado track view ou visualizador de trilhas. Cada objeto possui uma trilha específica dentro dos 15 segundos de animação, dentro da trilha existem subtrilhas, cada uma controlando um parâmetro distinto como visibilidade, cor, posição, rotação, escala, etc. Como exemplo, o cilindro que simula a projeção do ponto, torna-se visível no instante 2s, porém sua altura é muito pequena e ele permanece oculto dentro de uma esfera que representa o ponto. De 2 a 4s, a sua altura aumenta até tocar nos planos, permanece visível por mais 1s e então desaparece no instante 5s. ix) Renderização quadro-a-quadro o processo de renderização consiste em obter uma imagem fotorrealística através da aplicação de texturas, cores e luzes aos objetos desenhados. Até esta etapa, estavam definidos todos os parâmetros, mas para tornar o trabalho mais ágil é usada a apresentação em wireframe, ou seja, com um modelo aramado. Para testar a animação é usado um formato pequeno 320x240 pixels, quanto menor o formato mais rapidamente ocorre a renderização. Quando se tem certeza de que a animação está a contento, é executada a renderização definitiva no formato 640x480 pixels, e gravada em formato AVI suportado por todos os computadores. A Fig. 3 demonstra as etapas iniciais de animação das imagens. Figura 3. Seqüência de animação das imagens iniciais. NTM - 312

8 Na fase de desenvolvimento do recurso, os alunos acompanharam todo o processo, através da coleta de dados, alguns participando diretamente (como voluntários) da construção do mesmo. Paralelamente a esta atividade, foram introduzidas algumas modificações no método de ensino, acompanhadas e avaliadas pelos alunos, tais como: elaborou-se um caderno didático para o aluno acompanhar o desenvolvimento dos conteúdos e realizar trabalhos próprios, individuais e em grupo após cada assunto, para aplicação imediata dos mecanismos estudados. Dessa forma, o aluno pode acompanhar a evolução do seu aprendizado, esclarecendo dúvidas, no momento em que estas surgem. Assim, quando um conteúdo está bem sedimentado para o aluno, tornase mais fácil a continuidade e o relacionamento do que foi aprendido com a resolução de problemas reais; usou-se o desafio como técnica para provocar os alunos na busca de suas próprias respostas, através da sugestão de problemas surpresa, possibilitando ao surgimento de soluções criativas e variadas, esgotando todas as possibilidades de resposta para uma mesma questão ou problema; acompanhou-se o crescimento do aluno, detectando dificuldades, e sanando-as imediatamente. A parte inicial da GD (estudo do ponto, da reta, dos planos auxiliares - posições e pertinências - já foi concluído e o recurso testado junto a uma turma de alunos (2º semestre de 2000), que acompanharam a elaboração, sugerindo e avaliando o recurso. O projeto terá continuidade pretendendo-se ampliar as demonstrações de interseção de retas, planos e objetos, incluindo os métodos descritivos. Ao lado da utilização do recurso, a maneira de dar aula e de cobrar o desempenho também se alteram. A tarefa do professor é lançar desafios ao nível do que está sendo desenvolvido, para que o aluno sinta que, com o que já sabe, pode avançar com segurança. Este recurso, além de atualizar e adequar as novas tecnologias ao ensino, também proporciona a interação do aluno com o programa. Num primeiro momento, é utilizado para facilitar a visualização e a compreensão das operações espaciais ao demonstrar concretamente estas operações, tornando a aula mais interessante e motivadora para o aluno. Num segundo momento, o aluno pode interagir, modificando e criando operações. Esta atividade pode ser feita através de uma atividade complementar, com a participação voluntária dos alunos, ou de uma outra forma, a ser definida. O RGC deve ser considerado como uma ferramenta auxiliar do ato pedagógico. Além disso, é uma necessidade imposta pelas exigências atuais de mercado de trabalho, em que os profissionais precisam estar cada vez mais sintonizados com a nova realidade tecnológica. Não se considera o RGC como um produto pronto. Pelo contrário, o objetivo é renova-lo e aperfeiçoá-lo constantemente, adequando-o aos interesses do ensino e às necessidades dos alunos e do ensino Avaliação do Recurso Gráfico Computacional (RGC) e do método didático Com a finalidade de avaliar o RGC e o método didático, foram levantadas algumas questões para verificar a opinião dos alunos da turma em que o recurso foi testado sobre a assimilação dos conteúdos e a metodologia de ensino e de avaliação utilizada. O Gráfico 1 demonstra a opinião dos alunos sobre a validade do recurso: todos consideraram o RGC necessário, tendo como principal argumento o fato de auxiliar a visualização e a compreensão das operações espaciais. De uma forma geral, ao opinar livremente sobre o RGC, foram salientados alguns pontos positivos, demonstrados no Gráfico 2. A receptividade do recurso também foi surpreendente, evidenciando o aumento do interesse pela disciplina e a motivação dos alunos, além de uma sensível melhora no desempenho. Para se ter uma idéia comparativa do aproveitamento/desempenho dos alunos antes e durante a introdução das modificações aqui descritas, fez-se um levantamento do desempenho geral dos alunos, com relação ao percentual de alunos aprovados, reprovados e desistentes. Verificou-se o desempenho da turma em que o RGC foi testado, no segundo semestre de 2000 e, comparativamente, analisou-se o desempenho geral dos alunos em 1990, comprovando-se que a aprovação era bem menor, enquanto os desistentes e os reprovados representavam um percentual bem maior. NTM - 313

9 Gráfico 1. Avaliação do RGC. Gráfico 2. O RGC como facilitador da Visão Espacial 100% 56% 16% 12% 0% 8% 4% Facilita a visualização bi e tridimensional Rápida aprendizagem Apresentação Necessárioconcomitante Desnecessário com explicação Não opinaram Desvantagem: deslocamento 6. CONTRIBUIÇÕES E CONCLUSÕES Acredita-se que este trabalho possa contribuir, não só para abrir um espaço de reflexão, mas também para ampliar o surgimento de propostas que possam melhorar a qualidade do ensino da GD, do Desenho Técnico e do Desenho Aplicado, nos cursos de Engenharia. A partir da necessidade de revisar os métodos de ensino, a proposta de reflexão e renovação pedagógica para o ensino da GD, teve uma receptividade significativamente positiva da comunidade acadêmica, demonstrada pela avaliação do RGC e do método didático utilizado. Observaram-se os seguintes aspectos positivos, evidenciados pela postura dos alunos frente à disciplina, pela opinião expressa nos questionários, em conversas informais e pelos resultados do desempenho nas avaliações: Maior motivação para o estudo, mais disposição em resolver problemas e exercícios; Maior agilidade no processo de assimilação, memorização, aplicação e domínio dos conteúdos; Familiariza o estudante com as ferramentas computacionais; Possibilita a participação do aluno na elaboração, análise e verificação de possíveis falhas ou lacunas, motivando-o para ver e aprender melhor; Facilita o ensino para o professor. 7. REFERÊNCIAS [1] L.V.N. Gomes, Criatividade: projeto, desenho, produto. Santa Maria, 2001, p [2] R. Nascimento, O ensino do desenho na educação brasileira: apogeu e decadência de uma disciplina escolar, in Congresso Internacional de Engenharia Gráfica nas Artes e no Desenho, Anais..., Florianópolis, 1996, p [3] J. Piaget, Biologia e Conhecimento, Petrópolis, Vozes, 1973, p. 67. [4] R. Gregory, Olho e Cérebro: psicologia da visão, Rio de Janeiro, 1979, p [5] B. Edwards, Desenhando com o lado direito do cérebro, Rio de Janeiro, 1984, p. 39. [6] H. Gardner, A nova ciência da mente: uma história da revolução cognitiva, São Paulo, 1996, p [7] I. Shor, Medo e ousadia: o cotidiano do professor. Rio de Janeiro, 1986, p. 21. [8] P. Freire, Educação e Mudança, Rio de Janeiro, 1983, p. 63. NTM - 314

10 [9] M. Panitz, O desenho e o desenvolvimento, in Congresso Internacional de Engenharia Gráfica nas Artes e no Desenho, Anais... Florianópolis, 1996, p [10] G. Montenegro, Arrisco no futuro ou: há... risco (desenho no futuro), in Congresso Internacional de Engenharia Gráfica nas Artes e no Desenho, Anais..., Feira de Santana, 1998, p. 35. NTM - 315

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