Biblioteca de Laboratórios Virtuais Uma Proposta para o Colégio Militar de Salvador

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1 Biblioteca de Laboratórios Virtuais Uma Proposta para o Colégio Militar de Salvador EDSON CORREA PESSOA + 1 WELLINGTON GOMES BORGES + 2 GUSTAVO HENRIQUE DOS SANTOS + 3 Resumo. Este artigo trata sobre a proposta de desenvolvimento de uma biblioteca de laboratórios virtuais para o Colégio Militar de Salvador. Discute-se as necessidades, vantagens e limitações dos laboratórios virtuais. É sugerida também metodologia aplicada à implementação de bibliotecas virtuais, abordando aspectos de Banco de Dados e tecnologia de desenvolvimento WEB. Com o estudo desta proposta concluí-se que é viável o desenvolvimento de um projeto para criação da Biblioteca de Laboratórios Virtuais, uma vez que esta colocará o Colégio Militar de Salvador na vanguarda da qualidade de ensino fundamental. Palavras-Chaves: Biblioteca, Laboratórios, Virtuais, Colégio. Abstract. This article discusses the proposal for the development of a Virtual Lab Library for Colégio Militar de Salvador. It deals with the needs, advantages and limitations of virtual labs. A methodology applied to the implementation of virtual labs is also suggested, with the mention of aspects of data banks and technology for WEB development. With the study of this proposal we conclude that the development of a project for the creation of the Virtual Labs Library is feasible, since it will place the Colégio Militar de Salvador in a vanguard position in what regards the quality of the elementary school teaching. Key words: Library, Labs, Virtual, School. 1. Introdução A contínua e acelerada transformação tecnológica e o crescimento da necessidade de difusão da informação no âmbito educacional exigiu das instituições de ensino uma freqüente atualização no sentido de manterem uma excelência do aprendizado. A disponibilidade de novas ferramentas viabilizou o contato do aluno com o mundo virtual, aonde este pôde abrir uma nova frente de ensino através dos laboratórios virtuais. Este impacto tecnológico trouxe uma grande melhoria no ensino, fazendo com que o aluno seja estimulado a desenvolver o seu senso de crítica, levando-o a ter um melhor entendimento do conteúdo que lhe está sendo passado. Além disso, podemos dizer que, através destas novas tecnologias de comunicação em rede, o aluno terá uma maior flexibilidade na utilização do seu + EsAEx Escola de Administração do Exército, Rua Território do Amapá, 455, Pituba, Salvador-BA, Brasil 1 Formado em Análise de Sistema pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. 2 Formado em Processamento de Dados pela Universidade Católica de Brasília. 3 Orientador do grupo, Mestrando em Ciência da Computação.

2 tempo destinado ao estudo, por ser este não presencial, podendo usufruir o uso integrado de som, vídeo e imagem. Sobretudo possibilitará um melhor rendimento por parte dos discentes nas disciplinas ministradas, facilitando o trabalho dos professores, particularmente na dinamização do tempo destinado à determinada instrução. Conseqüentemente o uso de laboratórios virtuais viabiliza a simulação de atividades que tenham um custo de produção elevado, barateando o mesmo. O uso dessas novas tecnologias no processo de ensino, particularmente no treinamento prático de alunos em atividades que envolvam alguma forma de risco, também deve ser levado em conta, pois nos laboratórios virtuais os alunos poderão trabalhar no limite de suas tarefas disciplinares sem correr perigo de danificar um equipamento caro ou atentar contra sua própria segurança. O objetivo deste artigo é avaliar a viabilidade da criação de uma biblioteca de laboratórios virtuais no Colégio Militar de Salvador (CMS). Conseqüentemente poder dispor aos seus alunos novas vertentes de ensino onde estes poderão desenvolver com maior perfeição o seu lado crítico, citado anteriormente, tornando o processo de aprendizagem muito mais dinâmico e interessante. O ganho na qualidade de ensino ao se ter disponível como complemento didático uma biblioteca de laboratórios virtuais pode ser percebido em médio prazo, pois o usuário da biblioteca necessita de um período de adaptação a esta nova fonte de saber. A arquitetura de rede necessária é independente da tecnologia usada na confecção do nosso sistema, sendo que o usuário necessitará de hardware de configuração mínima para acesso interno ou remoto à rede de computadores onde se encontra a base de dados dos laboratórios virtuais. Certamente, com o avanço em uma escala exponencial dos equipamentos e softwares de informática disponíveis no mercado chegamos ao entendimento, baseado na bibliografia estudada, que o uso de bibliotecas de laboratórios virtuais não mais será uma proposta de trabalho mas sim uma necessidade da área educacional. 2. Laboratórios virtuais Laboratórios convencionais (reais) podem ser planejados para demonstrar modelos científicos, porém existem modelos que são decorrentes da integração de experiências realizadas com diferentes enfoques, isto é, uma experiência única não pode mostrar aos estudantes um modelo inteiro. Neste caso, uma simulação por computador pode ser a única maneira de ultrapassar o problema. Laboratórios Virtuais proporcionam simulações computacionais que irão além de simples simulações (MEDEIROS; 2002). Eles englobam uma vasta classe de tecnologias, do vídeo à realidade virtual, que podem ser classificados em certas categorias baseadas fundamentalmente no grau de interatividade. Existe por parte do corpo discente uma necessidade não apenas de divulgar aos alunos sobre o uso de novas tecnologias, mas também inserir o mesmo neste contexto atual. A experiência prática é um componente muito importante da educação, sendo alternativa para esta experiência os softwares aplicativos com finalidade educativa que são sistemas de computação onde os seus recursos são desenvolvidos para a simulação das funções de um laboratório real, conhecidos como Laboratórios Virtuais. Estes possibilitam uma visualização de fenômenos que simulam experiências reais enriquecendo a função do laboratório real e ainda podendo ser utilizados durante o treinamento dos alunos. O laboratório virtual no ensino dos alunos do CMS proporcionará uma maior flexibilidade nas instruções facilitando assim o acesso aos assuntos a serem abordados pelos discentes de forma rápida

3 e simples privilegiando a aprendizagem. Alguns laboratórios virtuais são softwares livres e estão disponíveis na Internet. 3. Bibliotecas virtuais Biblioteca, coleção pública ou privada de livros e documentos congêneres, organizada para estudo, leitura e consulta. Nela incluem-se os móveis e recintos destinados à guarda do acervo. A palavra biblioteca origina-se do latim que, por sua vez, deriva do termo grego biblos, que significa livros. O significado moderno da palavra faz referência a qualquer compilação de dados registrados em muitas outras formas, e não só em livros: microfilmes, revistas, gravações, slides, fitas magnéticas e de vídeo, assim como outros meios eletrônicos. O objetivo das bibliotecas é oferecer à comunidade serviços bibliográficos e informações especializadas, como suporte às áreas fins nas diversas linhas de ensino. Biblioteca Virtual é um serviço que reúne informações dispersas, capturadas, organizadas, sistematizadas, integradas e disponibilizadas na Internet, contendo metadados (informações sobre dados) de documentos, pessoas, instituições, serviços e objetos, originalmente na forma impressa ou eletrônica, mesclando texto e multimídia (imagem, som e movimento), podendo incluir bibliotecas digitais e, eventualmente, informações coletadas fora da rede (PROSSIGA, 2001). 4. Biblioteca de Laboratórios Virtuais e suas possibilidades Concentrar em um só local os diversos laboratórios virtuais de acordo com as várias disciplinas ministradas no ensino fundamental. Essa concentração de informações ficará disponível tanto para o aluno quanto para o instrutor, sendo que este poderá não só disponibilizar o laboratório virtual pertinente a sua disciplina mas também atualizar as versões destas. A Biblioteca de Laboratórios Virtuais tem como objetivo a centralização de produção e descentralização da aprendizagem, utilizando recursos que, além de serem atrativos, facilitam a aprendizagem: recursos de multimídia, filmes, videotextos, etc. A aplicação da biblioteca, com a adoção de estruturas curriculares flexíveis, permite a adaptação de materiais de acordo com as necessidades dos alunos. Essa flexibilidade ocorre devido à adoção de uma concepção aberta de ensino (ANDRADE, 1997) e a existência prévia de grande variedade de Laboratórios Virtuais. O aluno torna-se muito mais ativo no processo de ensino, desenvolvendo melhor sua criatividade com o uso da biblioteca. Processo este que futuramente com a explanação da instrução pelo instrutor alcançará um maior nível de coesão entre estudo e assimilação de conhecimento. 5. Estrutura física dos servidores de rede do CMS O CMS possui toda infra-estrutura para implantação de uma Biblioteca de Laboratórios Virtuais (figura 1). Laboratório CMS Servidor de Banco de dados Servidor de Arquivos Firewall Servidor WEB Figura 1: Estrutura do Sistema do CMS

4 Este esquema exemplifica como transcorrerá todo o processo de consulta a Biblioteca de Laboratórios Virtuais. O usuário através de uma estação de trabalho, local (figura 2) ou remota (figura 3) terá acesso a uma base de dados Oracle através de uma ferramenta cujo suporte de funcionamento seja um navegador (Browser). Em nosso estudo, a melhor opção para esta ferramenta e a utilização do PHP. A consulta se processará mediante autorização de acesso à rede do CMS, através da validação de usuário e senha. Autorizado o acesso, o usuário terá a sua disposição todas informações do conteúdo bibliográfico existente na biblioteca, podendo efetuar download do laboratório pertinente a sua pesquisa, um segundo módulo proporcionará aos professores a administração pertinente a sua matéria. Em conseqüência das diferenças existentes nos softwares utilizados na confecção do Laboratório Virtual, far-se-á necessária a implementação de uma rotina que otimize a compatibilidade de funcionamento entre os softwares, viabilizando assim a execução dos aplicativos. Esta rotina será executada concomitantemente com a execução do laboratório virtual, tornando o processo de instalação, execução e consulta transparentes para o usuário. Figura 2: Acesso Local 6. Proposta de Aplicação da Tecnologia Neste capítulo, iremos abordar em subseções assuntos pertinentes a ferramentas, software e hardware sugeridos neste artigo. 6.1 Ferramentas Para o estudo da construção da Biblioteca de Laboratórios Virtuais foi escolhido o PHP (Pré-Processador Hipertexto) por ser uma combinação de linguagem de programação e servidor de aplicações web. Sua capacidade de interação com a Internet pode proporcionar a consulta à Biblioteca de Laboratórios Virtuais. No estudo das ferramentas básicas para o uso na estrutura de sofware não foram abordadas em nosso escopo as particularidades da plataforma do sistema operacional a ser usado no projeto. Figura 3: Acesso Remoto O PHP é uma linguagem que permite criar sites dinâmicos, possibilitando assim uma interação com o usuário através de formulários na Internet. O código PHP é executado no servidor, sendo enviado para o cliente apenas o código html (hiper text marcup language) puro, ou seja, a rede não fica sobrecarregada com arquivos para execução na estação de trabalho. Desta maneira, é possível interagir com bancos de dados e aplicações existentes no servidor, com a vantagem de não expor o código fonte para o cliente. Isto pode ser útil quando o programa está lidando com senhas ou qualquer tipo de informação confidencial O PHP também tem como uma das características mais importantes o suporte a um grande número de bancos de dados, como dbase, Interbase, msql, mysql, Oracle, Sybase, PostgreSQL e vários outros, interessando-nos

5 particularmente o Oracle. Construir uma página baseada em um banco de dados torna-se uma tarefa muito simples com PHP. O PHP4 (PARK, 2001), trouxe muitas novidades aos programadores desta linguagem. Uma das principais foi o suporte a sessões, bastante útil para identificar o cliente que solicitou determinada informação. Programar para a Internet/Intranet pode ser considerado como um jogo que consiste em receber os dados do usuário, processá-los e enviar a resposta dinâmica. Uma vez enviada a resposta, é encerrado o contato entre o servidor e o cliente. Portanto a primeira coisa a aprender é como fazer para receber os dados enviados do browser para o servidor (o que não está no escopo de nosso artigo). Somadas as características e vantagens citadas, o PHP é a ferramenta adotada pelo CMS em sua Intranet, possuindo portanto toda a infra-estrutura para um possível desenvolvimento de um projeto. Para a criação de uma Biblioteca de Laboratórios Virtuais é necessário armazenar uma série de informações relacionadas aos diversos Laboratórios Virtuais, ou seja, existe uma ampla gama de dados relacionados aos laboratórios a ser armazenada, como por exemplo: matéria de que trata o Laboratório Virtual, o assunto, nível escolar, quem o indicou, tipo de software necessário para sua utilização, tamanho do arquivo, etc. Todo esse volume de dados deve ser organizado, devendo permitir atualizações, inclusões e exclusões sem perder a consistência do mesmo (DATE, 2000). Para tanto necessitamos de um banco de dados que possibilitará a disposição dos mesmos em uma ordem pré-determinada em função de um projeto de sistema definido para a nossa Biblioteca. O banco de dados representará sempre aspectos do mundo real. Assim sendo, uma base de dados é uma fonte de onde poderemos buscar as informações do nosso Laboratório Virtual (figura 4). A forma mais comum de interação usuário e banco de dados dá-se através de sistemas específicos, estes, por sua vez, acessam o volume de informações através de uma linguagem SQL (Structure Query Language). O Oracle é uma opção para implementação de nossa biblioteca pois ele não é só um banco de dados, mas também um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD), ou seja, é uma coleção de programas que nos permite definir, construir e manipular bases de dados para as mais diversas finalidades. O Oracle é uma ferramenta consolidada e perfeitamente apta a atender sistemas internos de gestão de informação operacional e de apoio à tomada de decisão e inclusive armazenar tipos diversos de mídias. Além disso, a segurança é a principal característica do Oracle (URMAN, 2000). Aplicações SGBD Usuários Finais Clientes Servidor Banco Dados Figura 4: Arquitetura cliente/servidor Devido a isso, julgamos viável adotarmos o Oracle como base de dados da Biblioteca, por ser este uma ferramenta que atende às necessidades propostas neste artigo. Consideramos, ainda, o fato de o Oracle ser a ferramenta adotada pelo Exército Brasileiro como banco de dados corporativo oficial da força sendo este o principal motivo para o seu uso como base

6 de dados da Biblioteca de Laboratórios Virtuais. 6.2 Software O sistema baseia-se na criação de dois módulos, um módulo do docente, e outro do discente. O primeiro realiza a interface com o aluno, de modo a permitir que este consulte a biblioteca e tenha a disponibilidade de seu uso. O segundo realiza a interface com o professor que tendo privilégios de administração coordenará o conteúdo dos laboratórios virtuais pertinentes a sua matéria. Cadastros, sugestões, inserções, atualizações também ficarão a cargo do módulo administrador. O PHP permite a criação das interfaces da Biblioteca de maneira simples. Esta linguagem é um dos chamados softwares livres, ou seja, de código aberto. Verificamos que este é o software utilizado internamente no CMS. O PHP possui código nativo para integração com muitos bancos de dados, como por exemplo o Oracle que usaríamos como suporte de informação dos laboratórios virtuais, necessitando para isso de um servidor WEB que acomodaria as páginas da biblioteca. qualidade do serviço prestado por estas máquinas depende diretamente de suas configurações. O servidor de banco de dados Oracle necessita de uma configuração básica para funcionar plenamente, e o servidor de arquivos precisa de uma configuração de hardware onde a capacidade de armazenamento seja grande. O acesso à rede onde está instalado o software deve ser administrado por um outro servidor o qual permitirá que os usuários do sistema obtenham ou não acesso através dos respectivos nome de usuário e senha. Para que este acesso seja possível, o usuário deve ser previamente cadastrado na rede interna ficando a atividade de validação dos dados de entrada a cargo do sistema operacional. Estas operações não dependem da plataforma utilizada. O usuário poderá acessar a rede utilizando uma estação de trabalho interna ou poderá fazê-lo por um acesso remoto, até mesmo em sua residência (figura 5). Servidor de Arquivos 6.3 Hardware A estrutura de hardware baseia-se no uso de uma rede de computadores que não depende de sua topologia. Um servidor WEB acomodará a parte do software que é a interface com o usuário, podendo este ser um computador comum, ou seja, de configuração simples (PC). O software de interface faz a comunicação com outros dois servidores: o servidor de banco de dados (contendo as informações pertinentes ao Laboratório de Biblioteca Virtual) e o servidor de arquivos (contendo os laboratórios virtuais), estes são também computadores comuns sendo que, neste caso, suas configurações influenciam no desempenho podendo comprometer seu perfeito funcionamento, ou seja, a Laboratório CMS Servidor de Banco de dados Firewall Servidor WEB

7 Figura 5: Proposta da arquitetura com acesso remoto 7. Conclusão De acordo com as idéias que foram abordadas neste artigo, chegamos à conclusão de que a criação de uma Biblioteca de Laboratórios Virtuais no CMS é perfeitamente viável, pois a estrutura necessária para sua implementação de hardware já existe no Colégio. Quanto ao projeto de software da biblioteca, consideramos que pode ser desenvolvido como Projeto Interdisciplinar do Curso de Formação de Oficiais da Escola de Administração do Exército, pois neste curso são abordadas áreas como psicologia, direito, pedagogia, informática, entre outras, as quais são de fundamental importância no desenvolvimento deste projeto. Outro ponto a ser abordado é o custo operacional, que, neste caso, é relativamente baixo, pois não será preciso aquisição de novos equipamentos de informática para o funcionamento da Biblioteca. Levando-se em conta a restrição orçamentária que passa o Exército Brasileiro, esta proposta tende a transcender a dificuldade financeira, ajudando assim a manter a qualidade de ensino do CMS. PARK, JOYCE E CONVERSE, TIM (2001). PHP4 A Bíblia Rio de Janeiro, Campus, DATE, C. J. Introdução a Sistemas de Bancos de Dados Tradução da 7ª Edição Americana. Rio de Janeiro, Ed. Campus, URMAN, SCOTT Oracle 8 Programação em PL/SQL O Guia Essencial para todos os Programadores de Oracle. McGraw-Hill de Portugal, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS. A revista de informação e tecnologia. São Paulo, Disponível em: <www.revista.unicamp.br/navegação/inde x2.html>. Acesso em: 30 Mar 04. Referências MEDEIROS, Medeiros, Alexandre; Medeiros, Cleide Farias de. Possibilidades e Limitações das Simulações Computacionais no Ensino da Física. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 24, n. jun, PROSSIGA. O que é Biblioteca Virtual Disponível em <http//: Acesso em: 25 Abr 04. ANDRADE, PEDRO. A Internet e o Ensino à Distância Disponível em: <student.dei.uc.pt/~pandrade/sf/> Acesso em: 23 Abr 04.

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