Este documento descreve uma pesquisa sobre o uso de interfaces multitoque multiusuário no ensino de ciências naturais. O objetivo é explorar como mesas interativas multitoque podem melhorar a aprendizagem colaborativa de alunos do 3o ciclo do ensino básico. A pesquisa irá desenvolver e testar um protótipo de aplicação multimédia multitoque e avaliar o impacto de estratégias didáticas colaborativas com esta tecnologia.

1. Interface multitoque multi-utilizador
no ensino das Ciências Naturais
Adriana Ramos
Orientação: Doutor Rui Raposo/ Doutor Rui Vieira

2. Um novo paradigma de interação

3. Um novo paradigma de interação

4. Um novo paradigma de interação

5. Um novo paradigma de interação

6. Problema e questões de investigação
 Como poderá uma Interface Multitoque ser explorada em
Mesas Interativas, num processo colaborativo de
aprendizagem das Ciências Naturais, com alunos do 3.º ciclo
do Ensino Básico, visando a melhoria das suas
aprendizagens?
 Qual deverá ser a estrutura de uma aplicação multimédia
adequada à interação por multitoque, quanto aos seus designs
funcional, de interação, de informação e técnico, para que potencie
o trabalho colaborativo entre os alunos e com o professor nas
aulas de Ciências Naturais?
 Qual o impacte da implementação de uma estratégia didático-
pedagógica de índole colaborativa, com recurso a uma aplicação
multimédia, com interação por multitoque, nas aprendizagens
formais subjacentes ao tema “Viver melhor na Terra”?

7. Objetivos
 Conceber uma mesa multitoque, cujas opções tecnológicas considerem
a caracterização do público-alvo.
 Desenvolver, testar e validar o protótipo de uma aplicação multimédia
com interação por multitoque que fomente o trabalho colaborativo em
sala de aula, no âmbito das Ciências Naturais.
 Conceber, produzir e implementar uma metodologia de trabalho
colaborativa em sala de aula com recurso a uma aplicação multimédia
multitoque, na abordagem ao tema organizador “Viver Melhor na Terra”
da disciplina de Ciências Naturais.
 Analisar e refletir sobre o impacte das estratégias colaborativas
implementadas com recurso à aplicação multimédia multitoque, no
ensino das Ciências Naturais.

8. Estado da arte
 Não foram encontradas referências a software
multitoque desenvolvido para o uso em aulas de CN.
FCTUC
Sensewall

9. Estado da arte
 Não foram encontradas referências a software
multitoque desenvolvido para o uso em aulas de CN.
FCTUC
Edigma Sensewall
Lusíadas
Hospital

10. Estado da arte
 Não foram encontradas referências a software
multitoque desenvolvido para o uso em aulas de CN.
FCTUC
Edigma Sensewall Smarttech
Lusíadas
SmartTable™
Hospital

11. Estado da arte
 Não foram encontradas referências a software
multitoque desenvolvido para o uso em aulas de CN.
FCTUC
Edigma Sensewall
Durham University Smarttech
Lusíadas
SynergyNet SmartTable™
Hospital

12. Metodologia
 Há que ter presentes os dois grandes momentos desta
investigação:
 Desenvolvimento, teste e validação dos protótipos e da
aplicação multimédia multitoque (referente à primeira
questão de investigação.
 Conceção, implementação e análise de estratégias
metodológicas de índole colaborativa, em sala de aula
(referente à segunda questão de investigação).

13. ID
 Conceptualização do protótipo:
 Focus group pluridisciplinar;
 Designs funcional, de interação, técnico e de informação.
 Desenvolvimento:
 Protótipo de baixa fidelidade  requisitos funcionais e
técnicos do protótipo (focus group)
 Protótipo alfa  módulos principais  teste em laboratório
(alfa testing)
 Protótipo beta  teste no terreno (beta testing)
 Versão final  validação

14. ID
 Conceptualização do protótipo:
 Focus group pluridisciplinar;
 Designs funcional, de interação, técnico e de informação.
 Desenvolvimento:
 Protótipo de baixa fidelidade  requisitos funcionais e
técnicos do protótipo (focus group)
 Protótipo alfa  módulos principais  teste em laboratório
(alfa testing)
 Protótipo beta  teste no terreno (beta testing)
 Versão final  validação

15. I-A
 Contexto natural  sala de aula de Ciências Naturais
 Unidades de análise (refinadas ao longo dos ciclos) 
interações dos alunos; “competências”

16. I-A
 Contexto natural  sala de aula de Ciências Naturais
 Unidades de análise (refinadas ao longo dos ciclos) 
interações dos alunos; “competências”

17. Elementos envolvidos

18. Técnicas e instrumentos de investigação
 Técnicas de recolha de dados
 Análise documental
 Focus group
 Think aloud protocol
 Inquérito
 Observação participativa sistemática
 Análise documental
 Inquérito feedback
 Análise de conteúdo
 Observação participativa não estruturada (1.º ciclo I-A)
 Observação sistemática (2.º ciclo I-A)

19. Técnicas e instrumentos de investigação
 Instrumentos de recolha de dados
 Questionário
 Grelhas de observação
 Vídeos gravados
 Diário do investigador
 Vídeos gravados
 Questionários
 Grelha de observação

20. Técnicas e instrumentos de investigação
 Técnicas de análise de dados
 Análise de conteúdo
 Análise estatística descritiva
 Análise de conteúdo
 Análise estatística descritiva

21. Calendarização

22. Por onde começar?
 Propriedades desejáveis ao nível do hardware da mesa
 Não constituir um risco para os alunos (danos oculares)
 Permitir fiduciais
 Permitir que o toque seja realizado por contacto com o dedo
ou com objetos
 Permitir o input mínimo de 40 toques
 Assegurar espaço de trabalho suficiente para 4 alunos
 Permitir que os alunos trabalhem sentados
 Lowcost
Hardware personalizado

23. Opções para setups óticos
Fonte: http://iad.projects.zhdk.ch/multitouch/?p=90

24. Opções para setups óticos
Fonte: http://iad.projects.zhdk.ch/multitouch/?p=90

25. Opções para setups óticos
Fonte: http://iad.projects.zhdk.ch/multitouch/?p=90

26. Opções para setups óticos
Fonte: http://iad.projects.zhdk.ch/multitouch/?p=90

27. A escolha
 Tecnologia DSI
 Sem oclusão
 Permite utilizar LCD
 Permite identificar fiduciais
 Materiais:
 Webcams
 Televisor LCD
 Acrílicos de iluminação
 Sequências de LED infravermelhos
 Computador (software)

28. Software necessário
 CCV (Computer Vision)
 Utiliza vários protocolos de comunicação (ex. TUIO)
 Driver multitoque para sistema operativo ou simulador
(que leia protocolo TUIO)
 Aplicações multitoque  desenvolvidas durante a
prototipagem
O software computer vision e o driver são concebidos e melhorados por
comunidades online, que facultam os seus programas em opensource.

29. MIM em ação