Deploying a Wearable Computing Platform for Computing Education

1. Título: Ano:
Desenvolvimento de uma Plataforma de 2010
Vestuário Informatizado para o Ensino Publicação:
das Ciências de Computação IEEE TRANSACTIONS ON LEARNING TECHNOLOGIES

2. ESTRUTURA DO ARTIGO
Palavras Chave:
Ciências da Computação e Educação, Ambientes de Programação, Ferramentas de Construção,
Vestuário Informatizado.
Resumo: Está comprovado o sucesso das novas tecnologias no auxílio do ensino de
informática, essencialmente nos estudantes do 12º ano, com destaque para a Robótica.
Os autores acreditam e propõem que uma nova tecnologia como o vestuário informatizado
surge como algo inovador e diferente para os alunos, e conseguirá assim captar o máximo
da sua atenção;
• Este artigo apresenta uma solução de modo a integrar esta
tecnologia no ensino e sua divulgação;
• Ao longo do artigo os autores irão descrever uma plataforma
desenvolvida pelos mesmos;
• Apresentam também alguns que obstáculos que podem surgir ao
trazer esta tecnologia para o ensino.

3. AUTORES
Obteve o grau de doutoramento em 2001; Grace Ngai
Actualmente é professora assistente no Departamento de Computação Publicações: 74
Universidade Politécnica de HONG KONG; Citações: 584
As suas áreas de intervenção são: interacção homem máquina, vestuário
informatizado e educação.
Indíce-G: 23
Indíce-H: 10
Obteve o grau de doutoramento em 1987; Stephen Chan
É Actualmente professora assistente no Departamento de Computação
Universidade Politécnica de HONG KONG; Publicações: 66
É membro do IEEE e da IEEE Computer Society. Citações: 162
As suas áreas de intervenção são: trabalho colaborativo, vestuário informatizado, Indíce-G: 11
tecnologias da educação, sistemas e gestão de base de dados. Indíce-H: 7
Obteve a Licenciatura em Computação em 2008; Joey Cheung
É actualmente investigadora no Departamento de Computação Universidade Publicações: 10
Politécnica de HONG KONG;
Citações: 25
As suas áreas de intervenção são: interacção homem máquina e vestuário
informatizado. Indíce-G: 4
Indíce-H: 3
Obteve a Licenciatura em Tecnologias de Informação em 2008; Winnie Lau
Actualmente está a tirar o Mestrado no Departamento de Computação da
Universidade Politécnica de HONG KONG; Publicações: 10
As suas áreas de intervenção são: interfaces tangíveis, vestuário informatizado e Citações: 487
educação. Indíce-G: 10
Indíce-H: 5

4. Segundo os autores, o número de estudantes interessados em disciplinas de
informática e engenharias tem decrescido nos últimos tempos.
Para cativar estes estudantes têm sido desenvolvidas novas formas de
ensino/aprendizagem, através de…
Tecnologias como:
- Uso no ensino de programação em - A Robótica e o Vestuário Informatizado
ambientes virtuais  os objectos físicos têm a vantagem de ser algo
tendem a ser mais intuitivos e motivadores palpável/tangível.
para os alunos. - Aliciante para os alunos programarem os
seus próprios robots ou as t-shirts.

5. Vestuário Informatizado – Aplicabilidade
Após vários anos de pesquisa laboratorial, os autores afirmam que esta área está a
emergir por todo o mundo e a invadir o quotidiano dos cidadãos.
APPLE: Controlo de som integrado no NIKE: Monitorização da função corporal Beijing 2008: Espectáculo de Abertura dos
vestuário. (ex: frequência cardíaca durante o treino) Jogos Olímpicos de Pequim
Efeitos Estéticos e Criativos cativam os
jovens e o público em geral previsível um crescimento promissor e emocionante!

6. OBJECTIVOS DOS AUTORES
Construção de um KIT/plataforma educacional para vestuário informatizado
(afim de cativar alunos e ajudar a superar as dificuldades em áreas como a programação)
A SOLUÇÃO APRESENTADA PELOS AUTORES CONSISTE EM :
Componente de hardware: uma plataforma de construção de vestuário
informatizado;
Componente de software: um ambiente de programação de fácil
utilização;
Componente de aprendizagem: Workshop de 5 dias para formar
e orientar os alunos;
Componente de Avaliação da plataforma através da prática e apresentação
dos resultados

7. PRINCIPAIS REQUISITOS DIFICULDADES EXISTENTES
MATERIAL RESISTÊNCIA
Materiais resistentes e flexíveis. Materiais manuseados por crianças e
amadores  desgaste será um possível
Materiais compatíveis com problema.
componentes electrónicos.
MANUSEIO DO MATERIAL
PROGRAMAÇÃO
Uma vez que se trata de uma plataforma
educativa destinada a amadores, os Uma vez que os alunos têm
materiais devem ser o mais fácil de dificuldade em programar, a
manusear possível. programação poder criar desinteresse
nos mesmos.
Software facilmente reprogramáveis
MÉTODO DE ENSINO
LIMITE DE ALUNOS
A plataforma deve promover uma
aprendizagem por tentativa/erro, onde os Workshops limitados a 9 Grupos.
alunos aprendem fazendo e sem medo se
errar.

8. T-Board:
Componente de Hardware
 Uma t-shirt que incorpora circuitos, um
microprocessador e Led´s, de forma
reconfigurável.
 Não tem solda e evita
componentes eléctricos.
 Os elos de ligação são compostos por
botões e os circuitos por um tecido
condutor.

9. BrickLayer : Ambiente Gráfico
BrickLayer:
Componente de Software
 Programa utilizado para a
programação desta tecnologia.
 Ambiente de programação muito
semelhante ao Scratch.
 Tem blocos de código pré-definidos
que permitem por ex: acender um led, Microprocessador : Arduino
mudar a cor ou activar uma sirene.
 O código é lido através do
microprocessador “arduino” em
www.arduino.cc.
Este tipo de sistema foi pensado para alunos que não tem muita experiência em programação

10. WORKSHOP
Componente de Aprendizagem
Para testar a funcionalidade desta
tecnologia foi realizado um
workshop e avaliado.

11. Exemplo de tarefas:
Workshop:
Componente de aprendizagem
Serve para capacitar os alunos de novas
competências e ensinar a trabalhar com
a plataforma :
Fig1: quanto mais depressa o aluno se movimentar, maior a
Capitulo 1 : Circuitos Simples intensidade da luzes
Capitulo 2 : Circuitos Complexos
Capitulo 3 : Programação
Capitulo 4 : Designs Inovadores
Fig2: uma espécie de um rosto que se ilumina quando batem
contra a t-shirt

12. AVALIAÇÃO
Para verificar se a plataforma alcançou os objectivos pretendidos, avaliaram-
se os seguintes itens:
Robustez:
Sendo a plataforma ainda uma versão de experimentação, e estando sujeita ao
manuseamento agressivo por parte dos alunos, previa-se um desgaste do material, porém,
nenhum dos 9 T-Board falhou.
Objectivos Concluídos
Nenhum dos grupos de alunos teve grandes dificuldade em completar as tarefas solicitadas
pelos formadores, mesmo as de programação, que foram concluídas satisfatoriamente.
Durabilidade
Mesmos após várias lavagens e secagens, os T-Board
resistiram sem qualquer deterioração visível dos tecidos ou tiras
condutoras.
Houve um desgaste em apenas 15% dos
componentes electrónicos (luzes e leds).

13. RESULTADOS OBTIDOS
 Segundos os instrutores, só houve dificuldade quando foi apresentado pela primeira
vez o T-Board, pois os alunos não entendiam a estrutura-padrão nem o objectivo das fitas
condutoras.
 Nenhum dos 9 grupos teve qualquer dificuldade em completar as tarefas estabelecidas, ou
na conclusão do projecto final.
 Apesar dos alunos terem alguma dificuldade com programação, este conteúdo foi
considerado fácil pela maioria;
 Uma dificuldade detectada foi na programação do microcontrolador, pois os alunos
tiveram dificuldade em entender o conceito de um chip pré-programado. No entanto,
estes problemas foram facilmente superados com alguma explicação adicional por parte
dos formadores.
De um modo geral, as classificações foram bastante elevadas,
superando as espectativas!

14. RESULTADOS OBTIDOS
Após preenchimento de um questionário por parte dos alunos :
80%
Consideraram o curso interessante;
90%
Consideram os conteúdos fáceis;
80%
Considera estar mais interessado em ciências da computação.
Qual dos conteúdos considera que mais
apreendeu?

15. CONCLUSAO E TRABALHO FUTURO
Após o êxito do workshop que confirma o sucesso desta
plataforma, os autores pretendem:
Alargar a tecnologia aos cursos superiores e substituir o BrickLayer por um tipo de
programação mais complexa.
Comparar a plataforma através de medições quantitativas com as tradicionais
plataformas de programação e educação informática.
Melhorar o tipo de materiais usados.

16. Considerações Pessoais
Artigo interessante e bem estruturado sobre uma tecnologia
que supera as espectativas.
…
Quanto ficarão os custos associados a esta tecnologia?
Será que esta tecnologia terá mais sucesso que a robótica?

17. QUESTÕES
Jorge Brandão
j.almeidabrandao@gmail.com