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Título:                             Ano:
Desenvolvimento de uma Plataforma de 2010
Vestuário Informatizado para o Ensino Publicação:
das Ciências de Computação            IEEE TRANSACTIONS ON LEARNING TECHNOLOGIES
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.
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
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.
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!
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
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.
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.
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
WORKSHOP
Componente de Aprendizagem
Para testar a funcionalidade desta
tecnologia foi realizado um
workshop e avaliado.
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
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).
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!
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?
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.
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?
QUESTÕES




            Jorge Brandão
       j.almeidabrandao@gmail.com

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Apresentação final

  • 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