Este trabalho descreve sumariamente implementações didáticas, levadas a cabo em duas Instituições de Ensino Superior: a Universidade Federal de Santa Catarina (Brasil) e o Instituto Superior de Engenharia, do Politécnico do Porto (Portugal), em duas unidades curriculares, respetivamente Cálculo IV e Física Aplicada, de cursos de Engenharia, no ano letivo de 2017.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Alves, Gustavo R.

Lima, Natércia

Marques, M. Arcelina

Viegas, M. Clara

Portuguese

Scientific Repository of the Polytechnic Institute of Porto

Laboratórios Remotos e Simulações: Será que os estudantes percebem realmente a diferença?

Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

      CNAPPES  2018  2    Laboratórios  Remotos  e  Simulações:  Será  que  os  estudantes  percebem  realmente  a  diferença?   Natércia Lima, Clara Viegas, Arcelina Marques e Gustavo Alves  Centro de Inovação em Engenharia e Tecnologia Industrial (CIETI), Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), Politécnico do Porto (P.Porto), Porto, Portugal   1.  Contexto  em  que  surge  a  prática  pedagógica  A  educação  em  Engenharia  passou  por  várias  transformações/inovações  nas  últimas  décadas,  sendo  talvez  uma  das  mais   importantes  a  crescente  utilização  de  ferramentas  de  TIC,  nas  quais  se   incluem  as  simulações  e  os  laboratórios  remotos.  A  utilização  destes  recursos,  como  complemento  aos  laboratórios  tradicionais,   permite   aos   estudantes   de   engenharia   desenvolver   competências   experimentais   de   uma  forma  diferente,  contribuindo  para  a  consolidação  de  conhecimentos,  que  terão  um  papel  vital  após  a  sua  graduação.   Esses   recursos  on-­‐line   são   um   estímulo   para   as   gerações  mais   jovens   de   nativos   digitais,  permitindo-­‐lhes  praticar  de  acordo  com  o  seu  ritmo  de  aprendizagem,  de  qualquer  lugar,  quantas  vezes  quiserem  e  a  partir  de  um  computador,  tablet  ou  smartphone  com  acesso  à  internet.  Uma  abordagem  híbrida,  combinando  laboratórios  tradicionais,  simulação  e  laboratórios  remotos,  parece  ser  a  mais  eficaz  para   a   prática   laboratorial   e   desenvolvimento   de   competências   experimentais.   Naturalmente,   os  estudantes   devem   estar   cientes   de   que   obtêm   resultados   experimentais   diferentes   a   partir   desses  recursos:  resultados  reais  a  partir  de  laboratórios  tradicionais  e  remotos,  em  oposição  a  resultados  de  modelos  computacionais  a  partir  de  simulações.  Um  dos  laboratórios  remotos  mais  usadas  em  Educação  em  Engenharia,  na  área  dos  circuitos  elétricos  e  eletrónicos,  é  o  VISIR  (Virtual  Instrument  Systems  in  Reality),  criado  em  2004  no  Blekinge  Institute  of  Technology  (BTH),  na  Suécia  e  atualmente  instalado  em  várias  Instituições  de  Ensino  Superior  de  vários  países  Europeus,  India,  Marrocos,  Brasil  e  Argentina.  O  VISIR,  considerado  em  2015  o  melhor  laboratório  remoto,  foi  já  usado,  por  milhares  de  estudantes.    2.  Descrição  da  prática  pedagógica    Este  trabalho  descreve  sumariamente  implementações  didáticas,  levadas  a  cabo  em  duas  Instituições  de  Ensino  Superior:  a  Universidade  Federal  de  Santa  Catarina  (Brasil)  e  o  Instituto  Superior  de  Engenharia,  do   Politécnico   do  Porto   (Portugal),  em  duas   unidades   curriculares,   respetivamente  Cálculo   IV   e   Física  Aplicada,  de  cursos  de  Engenharia,  no  ano  letivo  de  2017.    Nestas,   foram   usados   vários   recursos   educacionais   (cálculo,   VISIR,   simulação   ou   laboratório  tradicional)  no  processo  de  ensino-­‐aprendizagem,  incluindo  na  componente  de  avaliação.  Os  objetivos  subjacentes  à  implementação  do  VISIR,  incluíam,  no  caso  de  Cálculo  IV,  contextualizar  conceitos  teóricos  de   matemática   e   desenvolver   o   pensamento   crítico   e   no   caso   de   Física   Aplicada,   desenvolver  competências  experimentais,  dando  aos  estudantes  a  oportunidade  de  montar  circuitos  elétricos  e  fazer  medições,  antes  de  irem  para  o  laboratório  tradicional.    Os  docentes  envolvidos  fizeram  um  esforço  em  desenhar  os  currículos  destas  unidades  curriculares  de  acordo  com  os  resultados  de  aprendizagem  que  pretendiam  que  os  seus  estudantes  desenvolvessem  implementando  atividades  adequadas  para  os  vários  recursos  que  usaram.  Os  estudantes  precisam  de  estar  cientes  do  diferente   tipo  de   resultados  que  obtém  com  os  vários  recursos   laboratoriais   usados   e   a   questão   abordado   neste   trabalho   prende-­‐se   com   a   perceção   dos  estudantes  relativamente  à  diferença  entre  simulação  e  laboratório  remoto.  Pretende-­‐se  dar  resposta  à  questão:   “Será   que   os   estudantes   percebem   realmente   a   diferença   entre   uma   simulação   e   um  laboratório  remoto  e  o  diferente  tipo  de  resultados  obtidos  com  cada  um  destes  recursos?”          CNAPPES  2018  2      3.  Resultados  Foi  utilizada  uma  metodologia  de  estudo  de  caso,  em  que  cada  caso  representa  uma  unidade  curricular  em  que  o  VISIR  foi  usado.  Foram  recolhidos  e  analisados  vários  dados:  •   Classificações  dos  estudantes;  •   Número  de  acesso  ao  VISIR;  •   Questionário  de  satisfação  dos  estudantes;  •   Entrevistas  aos  estudantes  no  final  da  implementação.  Apesar  de  os  estudantes  considerarem  o  VISIR  um  recurso  bastante   interessante  e  fácil  de  utilizar,  expressando   inclusivé   a   vontade   de   usar   laboratórios   remotos   em   outras   unidades   curriculares,   os  resultados  mostraram   que   eles   o   usaram  muito   pouco.   De   fato,   alguns   deles   apenas   o   usaram   para  executar   a   tarefa/trabalho   pedido   e   nada   mais.   No   entanto,   os   resultados/classificações   obtidos   nas  tarefas  envolvendo  o  VISIR  foram  bons,  sugerindo  que  o  tempo  gasto  com  o  VISIR  foi  apropriado.  Respondendo  à  pergunta  de  investigação,  os  resultados,  embora  preliminares,  indicam  que,  mesmo  com  o  cuidado  explícito  do  professor  em  explicar  a  diferença  entre  simulação  e  laboratório  remoto,  alguns  estudantes  não  a  assimilam  claramente.  Essa  dificuldade  nem  é  reconhecida  por  alguns,  que  afirmam  ter  entendido  a  diferença.  Há  claramente  um  hiato  entre  o  entendimento  dos  estudantes  e  os  objetivos  de  aprendizagem   dos   professores,   o   que   pode   de   alguma   forma   prejudicar   o   desenvolvimento   do  pensamento   crítico   dos   estudantes   ao   analisarem,   compararem   e   discutirem   os   resultados   com   os  diferentes  recursos.  Essa  conclusão  parece  ser  independente  do  contexto,  conteúdo  programático,  nível  de  maturidade,  tipo  de  avaliação  ou  professor,  tendo  apenas  em  comum  o  fato  de  ser  o  primeiro  contato  dos  estudantes  com  laboratórios  remotos  (e  circuitos  elétricos).  Especialmente  para  esses  estudantes  que  trabalham  com  esses  tópicos  e  recursos  pela  primeira  vez,  parece  importante  que  os  professores  preparem  uma  atividade  simples,   na   qual   os   alunos   possam   entender   imediatamente   essa   diferença,   explorando   os   vários  resultados  e   seus   significados.  Mais  estudos   são  necessários   para  entender  melhor   se   essa   lacuna  de  compreensão  diminui  substancialmente  com  a  prática  dos  alunos  ao  longo  de  seu  curso.    Referências  [1]   Using  Remote  Labs  in  Education:  Two  Little  Ducks  in  Remote  Experimentation.  Editors:  Javier  Garcia-­‐  Zubia  (Universidad  de  Deusto)  and  Gustavo  R.  Alves  (Polytechnic  of  Porto).  Universidad  de  Deusto,  Bilbao,  2011.  22  chapters.  465  pp.  ISBN  978-­‐84-­‐9830-­‐335-­‐3.  [2]   Oriel  A.  Herrera,  Gustavo  R.  Alves,  David  Fuller,  Roberto  G.  Aldunate,  “Remote  Lab  Experiments:  Opening  Possibilities  for  Distance  Learning  in  Engineering  Fields”,  Proceedings  of  the  Education  for  the   21st   century   -­‐   impact   of   ICT   and   Digital   Resources   Conference,   19th   IFIP   World   Computer  Congress  2006  (WCC'06),  [5]  Joe  Turner,  Deepak  Kumar.  (Eds.),  Santiago,  Chile,  Agosto  2006  pp.  321-­‐325,  Springer  Boston,  ISSN  1571-­‐5736  (Print)  1861-­‐2288  [6]  (Online),  ISBN  978-­‐0-­‐387-­‐34627-­‐4.  [3]   Natércia   Lima,   Clara   Viegas,   Gustavo   R.   Alves,   e   Francisco   José   García-­‐Peñalvo,   Capítulo   14.   “A  utilização  do  VISIR  como  um  recurso  educativo:  uma  revisão  da  literatura”.  In  TICAI  (2016)  TICs  para  el  Aprendizaje  de  la  Ingeniería.  Manuel  G.  Gericota  y  Juan  Manuel  Santos  Gago  (Eds).  IEEE,  Sociedad  de  Educación:  Capítulos  Español  y  Portugués.  2016.  pp.  105-­‐114.  ISBN  978-­‐84-­‐8158-­‐732-­‐6.  [4]   Natércia   Lima   et   al.;   "Do   Students   Really   Understand   the   Difference   Between   Simulation   and  RemoteLabs?",  5th  Technological  Ecosystems  for  Enhancing  Multiculturality  (TEEM’17),  Cádiz,  Spain,  October  18-­‐20,  2017.      Os  autores  agradecem  o  apoio  da  Comunidade  VISIR  e  o  apoio  financeiro  da  Comissão  Europeia  através  da  bolsa  561735-­‐EPP-­‐1-­‐2015-­‐1-­‐PT-­‐EPPKA2-­‐CBHE-­‐JP  

https://recipp.ipp.pt/bitstream/10400.22/12061/1/COM_CNAPPES_2018_GCA.pdf

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