Este documento descreve uma dissertação sobre a introdução de aplicações de modelação 3D e VRML/X3D na disciplina de Educação Visual e Tecnológica. O estudo explorou como estas ferramentas podem ser usadas para atividades significativas de aprendizagem. Alunos utilizaram programas como Bryce, Google SketchUp e VivatyStudio para criar mundos virtuais. Os resultados mostraram que as crianças se envolveram criativamente e aprenderam conceitos ao explorar estas tecnologias.

1. EVT Virtual: Aplicações de 3D e VRML/X3D em Educação Visual e Tecnológica

2. EVT Virtual: Aplicações de 3D e VRML/X3D em Educação Visual e Tecnológica Dissertação apresentada à Universidade Católica Portuguesa para obtenção do grau de Mestre em Ciências da Educação Especializaçãoem Informática Educacional Artur Manuel Rodrigues Coelho Trabalho efectuado sob a orientação do Professor Doutor Vítor Cardoso

3. Índice Questão Metodologia Experiências Análise Conclusões

4. Questão

5. Questão Ao longo da nossa prática pedagógica observamos que: As tecnologias digitais estão a alterar profundamente a sociedade contemporânea. A introdução de TIC nas escolas tem sido um processo lento e pouco eficaz. Os equipamentos disponibilizados em projectos oficiais têm pouco uso na generalidade das áreas curriculares. Pelo que observamos, o mesmo se verifica na área curricular de Educação Visual e Tecnológica As ferramentas digitais têm um grande potencial artístico e criativo não aproveitado em disciplinas de artes.

6. Questão Problema de Investigação: Introdução de tecnologia nas Escolas Desafios sociais da utilização de TIC Potencial educacional das TIC A modelação 3D e a criação de objectos e espaços virtuais poderá ser integrada no currículo e resultar em actividades e experiências de aprendizagens significativas na disciplina de Educação Visual e Tecnológica? Maior disponibilidade de equipamentos (iniciativa Portáteis, eEscolas, PTE) Potencial educativo e artístico do 3D e VRML/X3D Escassez de Estudos na Área Curricular

7. Questão Objectivo da Investigação: Demonstrar a aplicabilidade da utilização de aplicações de modelação 3D e VRML/X3D na estruturação de experiências de aprendizagem significativas na disciplina de EVT produzindo projectos de expressão tendo como tema a criação de mundos virtuais aprendendo conteúdos disciplinares através de exploração plástica, domínio das ferramentas e sua aplicação em processos de trabalho.

8. Metodologia

9. Metodologia Metodologia de investigação: Modelo de investigação: Estudo de carácter exploratório Amostra: uma turma de 6º ano de escolaridade. Investigador participante Observação de aulas com registos descritivos Recolha de imagens e vídeo Arquivo dos trabalhos criados pelos alunos Aplicação de questionários a alunos e professores Foco: Documentar de actividades Reacção dos alunos à introdução de aplicações Medição do trabalho produzido Partilha online de materiais pedagógicos Divulgação de VRML/X3D

10. Metodologia Métodos exploratórios Recolha abrangente e sistemática de dados concebida para maximizar a descoberta de generalizações baseadas na descrição e compreensão directa de uma área da vida social ou psicológica. Resulta em generalizações indutivas propiciadoras de teorias baseadas em dados. Aprendizagem Significativa Teoria de base cognitivista e construtivista. Valoriza os conhecimentos prévios dos alunos como ideias-âncora (Praia, 2000) para a construção de estruturas mentais, integrando novos conteúdos em interacção com conhecimentos anteriores (Moreira, 2000) num processo de modificação de conhecimento.

11. Metodologia Mundos Virtuais Características: Acessíveis através da Internet Ambientes multi-utilizador com Avatares Representação tridimensional, socialização, persistência do espaço virtual e sensação de presença propiciada por avatares Permitem comunicação e colaboração online em tempo real, aprendizagem interactiva, simulação de espaços, visualização de conceitos complexos, criação de actividades motivadoras, estabelecimento de fortes sentimentos de presença e percursos pessoais de aprendizagem activa. Utilizados como salas de aula virtual ou ambientes imersivos para desenvolvimento de actividades de simulação

12. Metodologia Criação de Mundos Virtuais por Crianças e Jovens: Projectos Vertex (Bailey & Moar, 2002) e Fathom (Moar & Bailey, 2004): construção de mundos virtuais por crianças de escolas primárias britânicas (ActiveWorlds e 3D Studio): Viabilidade como núcleo de actividades para um projecto de turma Ponte entre TIC e outras áreas de conhecimento Complexidade do software dificulte o processo de criação. Ang e Wang (2006) : criação de um espaço virtual para motivar alunos para aprendizagem de conteúdos disciplinares. Viabilidade da construção de mundos virtuais como actividade integrada com conteúdos curriculares multidisciplinares.

13. Metodologia VRML/X3D VRML - VirtualRealityModelingLanguage: linguagem descritiva que permite especificar cenas 3D dinâmicas interactivas navegáveis através de uma aplicação específica ou plug-in para navegador de internet possibilitando ambientes virtuais partilhados. X3D (Extensible3D) sintaxe XML compatível com o VRML. Utilizações: investigação tecnológica, desenvolvimento de aplicações de realidade virtual e aumentada, mundos virtuais de chat ambientes virtuais de e-Learning

14. Metodologia Educação Visual e Tecnológica: Área disciplinar de carácter artístico do 2º Ciclo. Programa transversal ao 5º e 6º ano com uma gestão flexível e cíclica de aprendizagens e diversificação de experiências em articulação interdisciplinar entre áreas do conhecimento. Abrange as TIC através do vídeo, fotografia e linguagem digital. Pelo que observamos, não estão ainda realizados muitos estudos que documentem experiências de utilização de TIC em EVT.

15. Materiais Pedagógicos: Passo a passo Disponibilizados como fichas fotocopiáveis Disponibilizados online (Moodle/Scribd) Complementam escassez de recursos em língua portuguesa.

16. Experiências

17. Experiências Aplicações Utilizadas: Equipamentos: computadores portáteis. Doga L3: Veículos e objectos Bryce 5.5: Cenários e terrenos Google Sketchup: Edifícios Avatares personalizados VivatyStudio: objectos, integração e exportação para X3D VRML: linguagem comum

19. Autonomia

20. Gosto pela descoberta dos espaços e utilização de avatares

22. Experiências Bryce 5.5 Exploração sequencial focou-se na aprendizagem rápida dos recursos do software Pouco tempo para exploração livre, o que dificultou a assimilação de processos de trabalho. A disposição dos computadores (uma máquina para dois ou três alunos colocada nos lugares destes na sala de aula), dificultou a gestão das tarefas.

23. Experiências Avatar Studio Metodologia: Exploração individual/grupo Utilização do computador em rotação Equipamento localizado em espaço específico Permitiu: Ampliação do leque de actividades na sala de aula Proporcionar mais tempo para exploração individual. Duas vias: Digital – criação de um avatar Papel – aplicação do cânone de proporções do rosto

24. Experiências Avatar Studio Rotatividade no uso do computador: Facilitou a gestão das actividades Possibilitou uma forte interacção em grupo com partilha activa de ideias, técnicas e criações pelos alunos. Interesses dos alunos: Modificar as proporções do corpo Animar a figura humana Aplicar e modificar texturas Elevado grau de autonomia na utilização do programa.

25. Experiências Google Sketchup Gestão do espaço: similar à fase anterior. Competências a desenvolver: Aprender a traçar linhas e figuras geométricas Criar sólidos através de extrusão, Organização e posição dos objectos no espaço Aplicação de cor e textura

26. Experiências Google Sketchup Atitude dos alunos: Exploraram ferramentas da aplicação com uma forte partilha de ideias, experimentalismo e autonomia. Popularidade do programa.

27. Experiências DoGA L3 Duas experiências de aprendizagem: Desenho de perspectiva (papel) Modelação 3D Objectivo: aprendizagem de conceitos elementares da perspectiva, relacionando-os com as aplicações de modelação 3D.

28. Experiências DoGA L3 Os modelos criados incorporam diferentes elementos requerendo trabalho de posicionamento nos pontos de vista. Domínio do software: Criação de objectos a partir de módulos pré-definidos; Aplicar cor e texturas; Exportação para VRML; Compreender relações de proporção e posição.

29. Experiências VivatyStudio Dois momentos: exploratório nas semanas antecedentes à interrupção lectiva do Natal conclusão dos trabalhos nos meses de Fevereiro e Março. Primeira experiência: Desafio aos alunos Observar qual a reacção à utilização do programa Demonstrar o concretizar do objectivo final deste projecto. Nesta fase foi dada especial atenção às coordenadas no espaço, pontos de vista e posicionamentos.

30. Experiências VivatyStudio Segunda experiência: Elaboração de projecto de espaço virtual: - oral - Esboço de planta Divisão dos alunos em grupos (dois a quatro elementos). Total de nove grupos. Computadores distribuídos pelos grupos.

31. Experiências VivatyStudio Segunda experiência: Elementos constituintes do trabalho final : Diversos modelos 3D; Terreno em malha poligonal ou forma primitiva redimensionada; Fundo aplicado com gradações de cor ou skybox; Navegação definida e ponto de vista para acesso. Animação de objectos simples ou por linha de tempo, iluminação e interacção utilizando o nó DragSensor.

32. Experiências VivatyStudio Segunda experiência: Segunda experiência: Oito dos nove grupos conseguiram concluir os trabalhos propostos. Dificuldades: Adaptação ao interface do programa, opções disponíveis e processos de trabalho; Dimensão dos projectos. Os mundos virtuais bem sucedidos foram espaços pequenos, trabalhando com poucos elementos.

33. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Planetas

34. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Discoteca

35. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Transformers

36. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: MPG

37. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Cinema

38. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Praia

39. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Naves

40. Experiências VivatyStudio Mundos virtuais finais: Cidade

41. Experiências Sistema Solar Virtual Grupo: turma de 5º ano. Projecto interdisciplinar (Ciências da Natureza/TIC) Pesquisa sobre o conteúdo curricular Exploração de mundos virtuais recorrendo à plataforma AbNet (vrmlworld.net); Estruturação do espaço virtual; Processamento de informação recolhida, recolha de imagens, modelação dos objectos 3D: Integração dos elementos no mundo virtual.

42. Experiências Sistema Solar Virtual Aplicações utilizadas: DoGA L3 - modelos de naves Bryce 5.5 – cenário VivatyStudio - modelação 3D, animação, integração VRML/X3D Avatar Studio - avatar personalizado. Forte envolvimento do grupo de alunos: Desenrolar das fases de pesquisa e criação. Desenvolvimento colaborativo das tarefas. Interacção online.

43. Análise

44. Análise Recolha de dados: Observação de aulas, trabalhos produzidos e questionários. Aplicados questionários com questões abertas e fechadas a alunos e professores. Salientamos alguns resultados dos questionários aplicados à amostra.

45. Análise Bryce e Perspectiva: Foi mais fácil aprender a perspectiva depois de ter experimentado este programa? Na aplicação de perspectiva linear a ligação ao espaço de trabalho do Bryce 5.5 foi um importante elemento de comparação para a compreensão dos elementos da perspectiva.

46. Análise Preferi o auto-retrato desenhado para aplicar o que aprendi sobre as proporções? Embora os alunos tenham gostado de trabalhar no computador, não desvalorizam o trabalho noutras técnicas.

47. Análise Sentiste que trabalhar no computador despertou a tua criatividade? Os alunos consideraram que utilizar a globalidade dos programas foi um factor de expressão criativa.

48. Análise Gostaste de criar objectos tridimensionais.

49. Análise Os colegas da turma ajudaram-te a dominar os programas. Sublinha-se a importância das interacções em grupo no desenrolar dos processos de trabalho.

50. Análise Sentiste que descobriste coisas novas. Opinião expressa quer em relação ao 3D quer aos mundos virtuais.

51. Análise Sentiste que trabalhar nos programas de modelação 3D te ajudaram a conhecer melhor ocomputador. Fluência digital: poderá um trabalho sustentado facilitar o alargamento da capacidade de utilização do computador?

52. Análise Qual das aplicações mais gostaste? Os alunos indicam que gostaram destes programas por serem criativos e permitirem exploração adaptada às necessidades individuais. Um refere: “gosto dos mundos virtuais, parece magia”. Avatar Studio: manipulação do modelo de avatar; Google SketchUp: modelação de edifícios e facilidade de trabalho com a geometria DoGA: lado lúdico, possibilidade de construir naves e veículos; Bryce: interessante para criar espaços e objectos.

53. Análise Qual das aplicações sentiste como mais difícil? Opinião dos alunos: Vivaty: aplicação com um interface confuso, dificuldade no manipular de objectos, complexa de aprendermesmo com auxílio do professor. DoGA: tipo de objectos que o programa permite criar. Esta resposta é dada por alunas. Bryce:complexidade do programa,ritmo de aprendizagemmuito intensivo: “tínhamos muita coisa para fazer era difícil”.

54. Conclusões

55. Conclusões Alunos e professores descobriram e experimentaram mundos virtuais e tecnologias de criação em 3D (VRML/X3D 3D genéricas). Elevados níveis de autonomia dos alunos Observamos que é possível utilizar este tipo de tecnologias para experiências de aprendizagem significativas. Processo de aprendizagem: longo caminho de domínio dos diferentes programas

56. Conclusões Colaboração entre pares através da partilha activa de aprendizagens individuais A disposição em espaço específico propiciou a colaboração activa entre pares. Formas de exploração das aplicações: Direccionada Semi-autónoma gerando aprendizagens mais profundas

57. Conclusões Esforço de integração do computador na sala de aula equilibrando meios de expressão tradicionais e digitais. Outra vertente de exploração plástica com características próprias. Colocaram-se dificuldades disponibilidade de número suficiente de equipamentos, usabilidade, especificações e configurações cuja gestão pode reduzir o tempo efectivo de trabalho na sala de aula. Dificuldades: adaptação aos interfaces específicos de cada aplicação.

58. Conclusões Trabalhos futuros: Desenvolvimento de experiências multidisciplinares de construção de espaços virtuais; Utilização do VRML/X3D como suporte para criação de materiais de apoio à aprendizagem de conteúdos das disciplinas artísticas; Procura de diferentes metodologias para desenvolvimento deste tipo de trabalho; Aprofundar a integração entre estas tecnologias e conteúdos de EVT, verificando quais se adequam ao uso de cada software específico; Aprofundar a utilização de espaços virtuais como ambientes de aprendizagem à distância .

59. Conclusões Projectos actuais e futuros: Projecto 3D Alpha (1º, 2º e 3º Ciclos): utilização de 3D e VRML/X3D em projectos interdisciplinares. http://mvx3d.blogspot.com/ http://3dalpha.blogspot.com/ http://evtdigital.blogspot.com/ Projectos Odisseia 3 e BabelX3D, No caminho da Educação online e da Web em 3D (UIED – fct.unl) EVT Digital: colaboração em tese de doutoramento focalizada na aplicação de ferramentas 3D e VRML/X3D na área disciplinar. Mundos virtuais temáticos: Pré-História (Universidade de Bari).

60. Conclusões 3D Alpha: Projecto interdisciplinar/interciclos Intervenção no 1º Ciclo Integrar TIC, Expressão Plástica, Áreas Curriculares Rentabilizar o computador Magalhães Trabalhar de acordo com as necessidades expressas por Professores Titulares Intervenção nos 2º e 3º Ciclos Integrar TIC e Áreas Curriculares Explorar tecnologias VRML/X3D Integra a iniciativa Aprender e Inovar Com TIC

61. Conclusões 3D Alpha 1º Ciclo: Animação 3D Fases: Elaboração de textos nas áreas curriculares Guionização Modelação 3D, Animação e Edição.

62. Conclusões 3D Alpha 1º Ciclo: VRML/X3D Simulação de sistemas: Ciclo da Água Projectos de Turma: Visualização de projecto para intervenção num caminho rural

63. Conclusões 3D Alpha 2º Ciclo: VRML/X3D Simulação de Energia Eólica: Pesquisa Exploração de conteúdos disciplinares em EVT (Forma, Estrutura, Textura, Cor, Movimento) Trabalho paralelo a outras experiências de aprendizagem.

64. Conclusões 3D Alpha 2º/3º Ciclo: VRML/X3D Trabalho interdisciplinar: Ciências da Natureza, Ciências Naturais, TIC Actividades Experimentais Exploração de conteúdos disciplinares através de modelação 3D e VRML/X3D. Divisão de tarefas por componentes facilitou processo de trabalho.

65. “Children have many opportunities to interact with new technologies – in the form of video games, electronic storybooks, and “intelligent” stuffed animals. But rarely do children have the opportunity to create with new technologies”. MitchelResnick If we trust our eyes, and not our preconceived ideas of what things ought to look like according to academic rules, we shall make the most exciting discoveries. E.H. Gombrich, TheStoryOfArt

66. Artur Coelho Professor de EVT/Coordenador PTE Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro artur.rodrigues.coelho@gmail.com http://mvx3d.blogspot.com/ http://3dalpha.blogspot.com/ http://evtdigital.blogspot.com/

67. EVT Virtual: Aplicações de 3D e VRML/X3D em Educação Visual e Tecnológica