Realidade Virtual e Ferramentas Cognitivas Usadas como Auxílio para o Ensino de FísicaF

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1 Realidade Virtual e Ferramentas Cognitivas Usadas omo Auxílio para o Ensino de FísiaF Luiano Ferreira Silva Ezequiel Roberto Zorzal Mônia Roha Ferreira de Oliveira Alexandre Cardoso Edgard Lamounier Júnior Elise B. Mendes Eduardo Kojy Takahashi Silvia Martins Universidade Federal de Uberlândia (UFU)

2 1- Introduçã ção Motivaçã ção Preariedade de reursos para o ensino de Físia. Falta de Laboratórios Evolução e popularização da Informátia. Os softwares existentes não possuem uma estrutura pedagógia orreta e efiaz.

3 1- Introduçã ção Objetivos Investigar ténias omputaionais, assoiadas a metodologias pedagógias, que possibilitem o desenvolvimento de um software eduaional direionado para a Físia do Ensino Médio: através de uma equipe multidisiplinar (Engenharia Elétria, Eduação, Físia e Artes); utilizando uma Estrutura Pedagógia onsistente (apoiando-se em Ferramentas Cognitivas); a baixo usto omputaional; utilizando Realidade Virtual.

4 2- Realidade Virtual na Eduaçã ção Porque utilizar Realidade Virtual? Porque utilizar Realidade Virtual? As pessoas aprendem oneitos ientífios om maior failidade quando estes estão em sua forma onreta. Realidade Virtual permite: Exploração; Interação; Manipulação de forma intenional; Alto nível de realismo;

5 3- Fundamentos Pedagógios gios Baseia-se em alguns prinípios pios onstrutivistas Como exemplo: ação/intenção, reflexão, ontextualização, interdisiplinaridade. Teoria de aprendizagem signifiativa de Ausubel. Teoria de aprender a aprender de Novak. Ferramentas ognitivas: Organizadores gráfios Mapas oneituais

6 3- Fundamentos Pedagógios gios Organizadores Gráfios. Estrutura Hierárquia Organizam a Grade Curriular Servem omo guia para o ensino dos onteúdos Forneem visão entre o todo e as partes dos oneitos

7 3- Fundamentos Pedagógios gios Mapas Coneituais. Estrutura Hierárquia. Sistemas de redes oneituais Difereniações progressivas. Ânoras para a ompreensão da informação Reoniliações integrativas. Evideniam as possíveis relações existentes entre as idéias

8 WebTop 4- Trabalhos Relaionados Prinipais araterístias: O sistema trabalha apenas om o onteúdo de Óptia. Os ambiente virtuais são bem elaborado, mas voltados para realidade de espeialistas em Óptia. Estrutura pedagógia limitada.

9 FisiaNet 4- Trabalhos Relaionados Prinipais araterístias: Trabalha om todo onteúdo do ensino Médio. O sistema possui seus objetos modelados em 2d. Intensa utilização de símbolos. Estrutura pedagógia limitada.

10 4- Trabalhos Relaionados LVEF Laboratório rio Virtual de Experiênias de Físia Prinipais araterístias: O sistema trabalha apenas om o onteúdo de Meânia Clássia. Possibilita a onstrução do enário de aprendizagem. O enário virtual possui pouos objetos em sua bibliotea. Estrutura pedagógia limitada.

11 4- Trabalhos Relaionados Pintar Prinipais araterístias Trabalha om todo onteúdo do ensino Médio. O sistema possui seus objetos modelados em 2d. Possibilita a onstrução do enário de aprendizagem. Estrutura pedagógia limitada.

12 4- Tabela omparativa WebTop FisiaNet LVEF Pintar 2D 3D Manipulaçã ção Direta o Direta Modelagem Realístia Apresentaçã ção o dos resultados dos experimentos Conteúdo Completo da Físia F Ensino MédioM Presença a de Tutoriais de Ajuda Coneitual Presença a de Ferramentas Pedagógias gias

13 5- Arquitetura do Sistema Ferramentas utilizadas na onstruçã ção o dos ambiente virtuais: VRML. JavaSript. Visualizaçã ção o da interfae Plug-in Cortona. Arquivos pequenos Ambientes virtuais om nível n onsiderável de realismo.

14 5- Arquitetura do Sistema Interfaes simples Utilizaçã ção o de Ferramentas Cognitivas: Organizadores Gráfios em VRML; Mapas Coneituais em HTML. Ambientes Virtuais Realístios de Experimentaçã ção

15 5- Arquitetura do Sistema

16 6- Detalhes de Desenvolvimento Organizadores gráfios em VRML Visualização de definições.

17 6- Detalhes de Desenvolvimento Visualização de organizadores anteriores o posteriores. Anteriores Posteriores

18 6- Detalhes de Desenvolvimento Progressão nos oneitos físios.

19 6- Detalhes de Desenvolvimento Coneitos de maior espeifiidade arregam ambientes de experimentos físios virtuais.

20 6- Detalhes de Desenvolvimento 26 experiênias físias f virtuais Inserção de dados: Painel de ontrole. Manipulação direta. Conservação da Quantidade de Energia

21 6- Detalhes de Desenvolvimento JavaSript (Modelo omportamental) ontrola: Animações dos objetos virtuais Oorrem de aordo om equações matemátias dos fenômenos físios. Interações do usuário om o enário virtual. Saídas de dados nos ambientes virtuais.

22 6- Detalhes de Desenvolvimento Algumas experiênias om maior interaçã ção o do usuário om o Ambiente Virtual. Ex:Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)

23 6- Detalhes de Desenvolvimento Câmera interna ao automóvel Maior noção de realismo. Tende a Realidade Virtual Imersiva.

24 Câmera aéreaa 6- Detalhes de Desenvolvimento Permite reflexões que direionam o usuário para análises gráfias do fenômeno físio.

25 6- Detalhes de Desenvolvimento Câmeras refereniais Permite reflexões es sobre movimentos relativos.

26 6- Detalhes de Desenvolvimento Mapas oneituais em HTML Sistema de HiperLinks O aesso oorre por meio da Tela Tutorial.

27 7- Avaliaçã ção o e Resultados Avaliaçã ção 34 alunos do Ensino Médio. Questionários ISONORM Usability. Cheklist do PROINFO. Voê já desenvolveu experimentos de Físia em laboratórios durante o Ensino Médio? Com qual freqüênia voê usa o omputador?

28 7- Avaliaçã ção o e Resultados Parâmetros das ISONORM Usability: Compatibilidade Retrata a adequação das funções do sistema para ações do usuário Códigos/Denominações Refere-se à lareza dos termos utilizados no software Homogeneidade/Coerênia Retrata a failidade de uso do programa Gestão de erros Refere-se à qualidade de ajuda ao usuário informações de uso do software Adaptabilidade Retrata as diferentes maneiras de se realizar uma tarefa

29 7- Avaliaçã ção o e Resultados Parâmetros das ISONORM Usability: Controle explíito Refere-se ao ontrole sobre as atividades do software e a onfiança na exeução destas Carga de trabalho Número de passos e funções utilizadas para exeutar uma determinada tarefa Condução Refere-se à agilidade de aesso a funções, aspetos gráfios da tela e, o entendimento dos íones.

30 7- Avaliaçã ção o e Resultados Gráfio ISONORM Compatibilidade 9 0 Códigos/ Denominações 12 0 Homogeneidade/ Coerênia Gestão de erros Adaptabilidade Controle explíito Carga de trabalho Condução Alto Médio Baixo

31 7 - Conlusões i. O uso de ténias pedagógias assoiado ao trabalho multidisiplinar (Engenharia Elétria, Eduação, Físia e Artes), ontribuíram para a riação de um ambiente eduaional de maior qualidade. ii. iii. As ténias de RV exploradas possibilitaram um ambiente de aprendizagem mais intuitivo para o aprendiz. A integração do VRML om o Javasript foi de suma importânia na implementação.

32 7 - Conlusões iv. Na avaliação verifiou-se que: o sistema foi bem aeito e de fáil usabilidade, sendo que os usuários mostram-se motivados para o proessos de ensino/aprendizagem; as estratégias de representação de fenômenos físios foram onsideradas úteis para a aprendizagem em Físia; os organizadores gráfios e os mapas oneituais ajudaram no proesso de aprendizagem. v. Este trabalho demonstrou o grande potenial que a tenologia de Realidade Virtual oferee à área eduaional.

33 Muito Obrigado!