Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:05:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261164.pdf: 4269686 bytes, checksum: 93a0e8bb3fc887ef3ef4b49dbedc61f0 (MD5) / O ensino a distância está evoluindo a cada dia e constantemente em busca de novos meios, novas formas, ou ainda, novas ferramentas que possam beneficiar estudantes de toda parte do mundo com um bem muito valioso: o conhecimento. As novas tecnologias envolvidas no processo de aprendizagem evoluem em alta velocidade. Isso significa que, a cada dia, novos mecanismos, para desenvolver o conhecimento, estão sendo colocados em prática e utilizados como principal instrumento didático utilizado pelos professores. O presente trabalho surgiu pela necessidade de prover, para alunos que tenham necessidade de estudar a fundo o funcionamento de experimentos de física e tem uma estrutura precária para praticas de ensino de física, e que possa ser colocado em prática o conteúdo aprendido em sala de aula. Para tanto, fez-se necessário pesquisar o estado atual da tecnologia educacional que se constitui em passo prévio para exposição dos modelos e metodologias que constituem os principais aportes desta dissertação. Iremos mostra que A experimentação remota poderá ser usada preferentemente quando o experimento real é difícil de observar por razões de tempo, seja perigoso ou por ser muito caro financeiramente. Neste projeto vamos utilizar experimentos no ensino de física em laboratório on-line utilizando a Internet.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-18T08:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 186174.pdf: 3869994 bytes, checksum: f1462919749dd2deebd42805e1ef788e (MD5) / Esta dissertação tem como objetivo apresentar uma avaliação da aplicação dos laboratórios de experimentos tecnológicos virtuais e das principais ferramentas de simulação de ensaios tecnológicos aplicáveis, principalmente, no ensino a distância. Os estudos aqui apresentados introduzem, ainda, uma reflexão sobre a aplicabilidade das técnicas de simulação de experimentos na educação tecnológica em substituição aos experimentos com instrumentos e componentes reais, e sobre os cuidados a serem tomados no emprego destas ferramentas. A avaliação de softwares de simulação e realidade virtual é apresentada neste trabalho sob o ponto de vista do efeito cognitivo resultante de suas aplicações por estudantes em situações de experimentação de fenômenos científicos e tecnológicos. Com base nos resultados das avaliações efetuadas, esta pesquisa vem a justificar o planejamento de estratégias específicas e o emprego de metodologias de ensino adequadas ao utilizar-se cada tipo de ferramenta, concluindo a respeito da complementaridade entre as principais categorias de ferramentas virtuais existentes.

Esse trabalho apresenta três artigos científicos relacionados ao uso de ferramentas tecnológicas de apoio à aprendizagem, com ênfase no uso de laboratórios de experimentação remota. O primeiro artigo traz uma pesquisa bibliográfica e observatória sobre as dificuldades do uso das ferramentas de apoio à aprendizagem. O segundo artigo trata-se de estudo exploratório que faz uma análise da revisão da literatura sobre a utilização da experimentação remota como ferramenta de aprendizagem. Essa análise foi realizada com a execução de passos necessários e bem estruturados, com critérios bem definidos e criticamente avaliados, através da identificação de estudos em oito bases de dados diferentes. O terceiro artigo relata a experiência do uso da experimentação remota em uma aula da disciplina de física para alunos do ensino médio que vivem e estudam na Comunidade Quilombola Lagoa da Pedra em Arraias (TO). O objetivo desse estudo específico foi observar o comportamento e os relatos dos alunos e professores durante a apresentação do laboratório de experimentação remota. A experimentação remota é baseada em ambientes que são laboratórios experimentais convencionais que passaram por um processo de automatização para que pudessem ser controlados remotamente através de dispositivos computadorizados. Os projetos de experimentação remota foram criados como uma alternativa a experimentos baseados em simulações ou na utilização de laboratórios tradicionais. Os experimentos remotos são mediados por computador, e podem ser executados em qualquer lugar, como nas simulações, porém em um laboratório remoto o aluno está controlando um aparato físico real, e obtém dados reais de uma experiência física. Diante da possibilidade da utilização de simuladores ou laboratórios tradicionais, este estudo tem o objetivo de analisar o uso da experimentação remota como instrumento de ensino. A Experimentação Remota possibilita à distância e em tempo real, a utilização de experimentos laboratoriais com recursos não existentes na escola, e que são essenciais aos alunos para aprofundar o conhecimento teórico com experiências práticas. Diante dos resultados obtidos, apresenta-se a contribuição da pesquisa e os ganhos significativos no processo de ensino e aprendizagem, e a importância VIII da inclusão de Tecnologias Educacionais em comunidade sem grandes recursos tecnológicos. / This work presents three papers related to the use of technology to support learning tools, with emphasis on the use of remote experimentation laboratories. The first article provides a literature search and observatory on the difficulties in the use of learning support tools. The second article deals with is an exploratory study that analyzes the literature review on the relevance of the use of remote experimentation as a learning tool. The remote experimentation is based on environments that are conventional laboratory experiments that have gone through an automation process so that they could be remotely controlled by computerized devices. The remote experimentation projects were created as an alternative to experiments or simulations based on the use of traditional laboratories. Remote experiments are mediated by computer, and can be performed anywhere, as in the simulations, but in a remote lab the student is controlling a real physical apparatus, and get real data from a physical experience. Faced with the possibility of using simulators or traditional laboratories, this study aims to verify the relevance of the use of remote experimentation as a teaching tool. The literature review was performed with the execution of necessary and well-structured steps, with clear criteria and critically assessed, through the identification studies in eight different databases. The second paper describes the experience of using remote experimentation in a class of physical discipline for high school students who live and study in the Community Quilombola Lagoa da Pedra in city of Arraias (TO). The aim of this study was to observe the behavior and reports of students and teachers during the presentation of remote experimentation lab. Remote Testing enables remotely and in real time, using laboratory experiments with non-existing resources in school, and that are essential for students to deepen their theoretical knowledge with practical experience. Based on these results, we present the research contribution and significant gains in teaching and learning process, and the importance of inclusion of Educational Technologies in community without major technological resources. Keywords: Remote Testing, Tools for learning, educational technologies.

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Esta tese trata do desenvolvimento de um laboratório remoto didático para estudos na área da Conformação Mecânica, chamado de Laboratório Online de Conformação Mecânica (LABCONM), o qual visa proporcionar a aprendizagem da Conformação Mecânica usando experimentos reais operados remotamente. Este laboratório é formado por duas partes principais: A primeira parte é um Sistema de Gerenciamento de Aprendizagem (SGA) contendo todos os menus, atividades e tarefas, agenda e painel de acesso e controle aos experimentos. A segunda parte é a parte física, ou seja, o experimento remoto, que nesta primeira versão do LABCONM é a “Máquina Didática Teleoperada de Ensaio de Compressão” (MDTEC). No painel de controle da MDTEC o estudante controla e visualiza remotamente um ensaio de compressão real e exporta os dados. Uma atividade de aprendizagem experimental foi desenvolvida para guiar os estudantes na busca da solução do problema, gerando assim a aprendizagem da curva de escoamento. Para validar o laboratório, foram feitos dois tipos de testes: O primeiro é funcional e técnico, que analisa os resultados do experimento remoto, avaliando a similaridade e a repetibilidade para fins didáticos. E o segundo teste é uma validação acadêmica, que foi dividida em duas partes. A primeira, foi direta, e feita por um grupo de estudantes da disciplina de Conformação Mecânica, onde responderam questionários após uso do laboratório. A segunda etapa foi indireta, feita pela comparação das notas da prova entre os estudantes que "usaram" com aqueles que "não usaram" o laboratório, visando obter a influência do uso do laboratório na aprendizagem. Os resultados dos testes técnicos e funcionais mostram que a MDTEC é um experimento que tem condições de realizar ensaios de compressão reais, fornecendo dados com boa repetibilidade para levantamento de curvas de escoamento. Na avaliação dos estudantes o LABCONM demonstrou ter cumprido com o objetivo de ensino aprendizagem. Em relação à avaliação da prova aplicada com ambos os grupos de estudantes com e sem acesso ao LABCONM, observou-se que houve uma influencia positiva nos resultados da turma que acessou o laboratório, visto que nenhum destes estudantes do grupo teve nota insatisfatória no exercício de cálculo. / This thesis deals with the development of a remote didactic laboratory for studies in the area of Metal Forming, called the Online Laboratory of Metal Forming (LABCONM), which aims to provide the learning of the Metal Forming using real remotely operated experiments. This lab consists of two main parts: The first part is a Learning Management System (SGA) containing all the menus, activities and tasks, agenda and access panel and control to the experiments. The second part is the physical part, that is, the remote experiment, which in this first version of LABCONM is the "Teleoperated Testing Machine for Compression Testing" (MDTEC). In the MDTEC control panel the student remotely controls and visualizes a real compression test and exports the data. An experimental learning activity was developed to guide the students in the search of the solution of the problem, thus generating learning the flow curve. To validate the laboratory, two types of tests were performed: The first one is functional and technical, which analyzes the results of the remote experiment, evaluating similarity and repeatability for didactic purposes. And the second test is an academic validation, which was divided into two parts. The first one was direct, and made by a group of students of the discipline of Mechanical Conformation, where they answered questionnaires after using the laboratory. The second stage was indirect, made by comparing test scores among students who "used" those who "did not use" the laboratory, in order to obtain the influence of the use of the laboratory in learning. The results of the technical and functional tests show that the MDTEC is an experiment that is able to perform real compression tests, providing data with good repeatability for survey of flow curves. In the evaluation of the students the LABCONM has demonstrated to have fulfilled with the objective of teaching-learning. Regarding the evaluation of the test applied with both groups of students with and without access to LABCONM, it was observed that there was a positive influence on the results of the group that visited the laboratory, since none of these students of the group had an unsatisfactory grade in the calculation.

Este trabalho aborda o uso de experimentação remota como forma de aprimorar a educação em sistemas de controle e automação. Para isto, uma arquitetura é proposta, onde experimentos reais podem ser combinados com partes simuladas (virtuais) criando um experimento de realidade mista. Um ambiente de ensino à distância, acessível na Internet, engloba o experimento remoto para proporcionar maiores recursos pedagógicos, guias e materiais educacionais teóricos aos estudantes. As diversas tecnologias, presentes no estado da arte, utilizadas para a elaboração da arquitetura são descritas e comparadas para facilitar o entendimento das escolhas realizadas. Trabalhos correlatos são apresentados para descrever o estado da arte dos laboratórios de experiências remotas de diversos tipos. Com base neste estudo, deficiências e vantagens são apontadas para a criação da arquitetura proposta. Para validar a arquitetura são propostos diversos estudos de caso com implementações utilizadas nos cursos de automação e controle da instituição na qual este trabalho está relacionado, ou ainda em cursos de educação à distância para atingir um público mais amplo. Esta dissertação está relacionada como resultado importante do consórcio internacional RExNet, financiado pelo projeto europeu Alfa, do qual a UFRGS faz parte. / This work aims to the use of remotely web-based experiments to improve the learning process of automation and control systems theory courses. An architecture combining virtual learning environments, remote experiments, students guide and experiments analysis is proposed based on a wide state of art study. The validation of the architecture uses state of art technologies and new simple developed programs to implement the case studies presented. All implementations presented in this work uses an Internet accessible virtual learning environment providing educational resources, guides and learning material to create a distance learning course associated with the remote mixed reality experiment. The experiment is integrated in the learning environment and support the mixture of real equipments combined with simulated ones (virtual). This mixture of equipments (components) is automatic controlled by the user and is a new developed technology called interchangeable components. The state of art section of this work presents, compare and describes several technologies used to implement the proposed architecture. Related work of remote experimentation and virtual learning environments is also presented. The architecture was elaborated based on appointed advantages and drawbacks of the related studies. This work is part of the RExNet consortium, supported by the European Alfa project.

Esta tese trata do desenvolvimento de um laboratório remoto didático para estudos na área da Conformação Mecânica, chamado de Laboratório Online de Conformação Mecânica (LABCONM), o qual visa proporcionar a aprendizagem da Conformação Mecânica usando experimentos reais operados remotamente. Este laboratório é formado por duas partes principais: A primeira parte é um Sistema de Gerenciamento de Aprendizagem (SGA) contendo todos os menus, atividades e tarefas, agenda e painel de acesso e controle aos experimentos. A segunda parte é a parte física, ou seja, o experimento remoto, que nesta primeira versão do LABCONM é a “Máquina Didática Teleoperada de Ensaio de Compressão” (MDTEC). No painel de controle da MDTEC o estudante controla e visualiza remotamente um ensaio de compressão real e exporta os dados. Uma atividade de aprendizagem experimental foi desenvolvida para guiar os estudantes na busca da solução do problema, gerando assim a aprendizagem da curva de escoamento. Para validar o laboratório, foram feitos dois tipos de testes: O primeiro é funcional e técnico, que analisa os resultados do experimento remoto, avaliando a similaridade e a repetibilidade para fins didáticos. E o segundo teste é uma validação acadêmica, que foi dividida em duas partes. A primeira, foi direta, e feita por um grupo de estudantes da disciplina de Conformação Mecânica, onde responderam questionários após uso do laboratório. A segunda etapa foi indireta, feita pela comparação das notas da prova entre os estudantes que "usaram" com aqueles que "não usaram" o laboratório, visando obter a influência do uso do laboratório na aprendizagem. Os resultados dos testes técnicos e funcionais mostram que a MDTEC é um experimento que tem condições de realizar ensaios de compressão reais, fornecendo dados com boa repetibilidade para levantamento de curvas de escoamento. Na avaliação dos estudantes o LABCONM demonstrou ter cumprido com o objetivo de ensino aprendizagem. Em relação à avaliação da prova aplicada com ambos os grupos de estudantes com e sem acesso ao LABCONM, observou-se que houve uma influencia positiva nos resultados da turma que acessou o laboratório, visto que nenhum destes estudantes do grupo teve nota insatisfatória no exercício de cálculo. / This thesis deals with the development of a remote didactic laboratory for studies in the area of Metal Forming, called the Online Laboratory of Metal Forming (LABCONM), which aims to provide the learning of the Metal Forming using real remotely operated experiments. This lab consists of two main parts: The first part is a Learning Management System (SGA) containing all the menus, activities and tasks, agenda and access panel and control to the experiments. The second part is the physical part, that is, the remote experiment, which in this first version of LABCONM is the "Teleoperated Testing Machine for Compression Testing" (MDTEC). In the MDTEC control panel the student remotely controls and visualizes a real compression test and exports the data. An experimental learning activity was developed to guide the students in the search of the solution of the problem, thus generating learning the flow curve. To validate the laboratory, two types of tests were performed: The first one is functional and technical, which analyzes the results of the remote experiment, evaluating similarity and repeatability for didactic purposes. And the second test is an academic validation, which was divided into two parts. The first one was direct, and made by a group of students of the discipline of Mechanical Conformation, where they answered questionnaires after using the laboratory. The second stage was indirect, made by comparing test scores among students who "used" those who "did not use" the laboratory, in order to obtain the influence of the use of the laboratory in learning. The results of the technical and functional tests show that the MDTEC is an experiment that is able to perform real compression tests, providing data with good repeatability for survey of flow curves. In the evaluation of the students the LABCONM has demonstrated to have fulfilled with the objective of teaching-learning. Regarding the evaluation of the test applied with both groups of students with and without access to LABCONM, it was observed that there was a positive influence on the results of the group that visited the laboratory, since none of these students of the group had an unsatisfactory grade in the calculation.

Esta tese trata do desenvolvimento de um laboratório remoto didático para estudos na área da Conformação Mecânica, chamado de Laboratório Online de Conformação Mecânica (LABCONM), o qual visa proporcionar a aprendizagem da Conformação Mecânica usando experimentos reais operados remotamente. Este laboratório é formado por duas partes principais: A primeira parte é um Sistema de Gerenciamento de Aprendizagem (SGA) contendo todos os menus, atividades e tarefas, agenda e painel de acesso e controle aos experimentos. A segunda parte é a parte física, ou seja, o experimento remoto, que nesta primeira versão do LABCONM é a “Máquina Didática Teleoperada de Ensaio de Compressão” (MDTEC). No painel de controle da MDTEC o estudante controla e visualiza remotamente um ensaio de compressão real e exporta os dados. Uma atividade de aprendizagem experimental foi desenvolvida para guiar os estudantes na busca da solução do problema, gerando assim a aprendizagem da curva de escoamento. Para validar o laboratório, foram feitos dois tipos de testes: O primeiro é funcional e técnico, que analisa os resultados do experimento remoto, avaliando a similaridade e a repetibilidade para fins didáticos. E o segundo teste é uma validação acadêmica, que foi dividida em duas partes. A primeira, foi direta, e feita por um grupo de estudantes da disciplina de Conformação Mecânica, onde responderam questionários após uso do laboratório. A segunda etapa foi indireta, feita pela comparação das notas da prova entre os estudantes que "usaram" com aqueles que "não usaram" o laboratório, visando obter a influência do uso do laboratório na aprendizagem. Os resultados dos testes técnicos e funcionais mostram que a MDTEC é um experimento que tem condições de realizar ensaios de compressão reais, fornecendo dados com boa repetibilidade para levantamento de curvas de escoamento. Na avaliação dos estudantes o LABCONM demonstrou ter cumprido com o objetivo de ensino aprendizagem. Em relação à avaliação da prova aplicada com ambos os grupos de estudantes com e sem acesso ao LABCONM, observou-se que houve uma influencia positiva nos resultados da turma que acessou o laboratório, visto que nenhum destes estudantes do grupo teve nota insatisfatória no exercício de cálculo. / This thesis deals with the development of a remote didactic laboratory for studies in the area of Metal Forming, called the Online Laboratory of Metal Forming (LABCONM), which aims to provide the learning of the Metal Forming using real remotely operated experiments. This lab consists of two main parts: The first part is a Learning Management System (SGA) containing all the menus, activities and tasks, agenda and access panel and control to the experiments. The second part is the physical part, that is, the remote experiment, which in this first version of LABCONM is the "Teleoperated Testing Machine for Compression Testing" (MDTEC). In the MDTEC control panel the student remotely controls and visualizes a real compression test and exports the data. An experimental learning activity was developed to guide the students in the search of the solution of the problem, thus generating learning the flow curve. To validate the laboratory, two types of tests were performed: The first one is functional and technical, which analyzes the results of the remote experiment, evaluating similarity and repeatability for didactic purposes. And the second test is an academic validation, which was divided into two parts. The first one was direct, and made by a group of students of the discipline of Mechanical Conformation, where they answered questionnaires after using the laboratory. The second stage was indirect, made by comparing test scores among students who "used" those who "did not use" the laboratory, in order to obtain the influence of the use of the laboratory in learning. The results of the technical and functional tests show that the MDTEC is an experiment that is able to perform real compression tests, providing data with good repeatability for survey of flow curves. In the evaluation of the students the LABCONM has demonstrated to have fulfilled with the objective of teaching-learning. Regarding the evaluation of the test applied with both groups of students with and without access to LABCONM, it was observed that there was a positive influence on the results of the group that visited the laboratory, since none of these students of the group had an unsatisfactory grade in the calculation.

Este trabalho aborda o uso de experimentação remota como forma de aprimorar a educação em sistemas de controle e automação. Para isto, uma arquitetura é proposta, onde experimentos reais podem ser combinados com partes simuladas (virtuais) criando um experimento de realidade mista. Um ambiente de ensino à distância, acessível na Internet, engloba o experimento remoto para proporcionar maiores recursos pedagógicos, guias e materiais educacionais teóricos aos estudantes. As diversas tecnologias, presentes no estado da arte, utilizadas para a elaboração da arquitetura são descritas e comparadas para facilitar o entendimento das escolhas realizadas. Trabalhos correlatos são apresentados para descrever o estado da arte dos laboratórios de experiências remotas de diversos tipos. Com base neste estudo, deficiências e vantagens são apontadas para a criação da arquitetura proposta. Para validar a arquitetura são propostos diversos estudos de caso com implementações utilizadas nos cursos de automação e controle da instituição na qual este trabalho está relacionado, ou ainda em cursos de educação à distância para atingir um público mais amplo. Esta dissertação está relacionada como resultado importante do consórcio internacional RExNet, financiado pelo projeto europeu Alfa, do qual a UFRGS faz parte. / This work aims to the use of remotely web-based experiments to improve the learning process of automation and control systems theory courses. An architecture combining virtual learning environments, remote experiments, students guide and experiments analysis is proposed based on a wide state of art study. The validation of the architecture uses state of art technologies and new simple developed programs to implement the case studies presented. All implementations presented in this work uses an Internet accessible virtual learning environment providing educational resources, guides and learning material to create a distance learning course associated with the remote mixed reality experiment. The experiment is integrated in the learning environment and support the mixture of real equipments combined with simulated ones (virtual). This mixture of equipments (components) is automatic controlled by the user and is a new developed technology called interchangeable components. The state of art section of this work presents, compare and describes several technologies used to implement the proposed architecture. Related work of remote experimentation and virtual learning environments is also presented. The architecture was elaborated based on appointed advantages and drawbacks of the related studies. This work is part of the RExNet consortium, supported by the European Alfa project.

Este trabalho aborda o uso de experimentação remota como forma de aprimorar a educação em sistemas de controle e automação. Para isto, uma arquitetura é proposta, onde experimentos reais podem ser combinados com partes simuladas (virtuais) criando um experimento de realidade mista. Um ambiente de ensino à distância, acessível na Internet, engloba o experimento remoto para proporcionar maiores recursos pedagógicos, guias e materiais educacionais teóricos aos estudantes. As diversas tecnologias, presentes no estado da arte, utilizadas para a elaboração da arquitetura são descritas e comparadas para facilitar o entendimento das escolhas realizadas. Trabalhos correlatos são apresentados para descrever o estado da arte dos laboratórios de experiências remotas de diversos tipos. Com base neste estudo, deficiências e vantagens são apontadas para a criação da arquitetura proposta. Para validar a arquitetura são propostos diversos estudos de caso com implementações utilizadas nos cursos de automação e controle da instituição na qual este trabalho está relacionado, ou ainda em cursos de educação à distância para atingir um público mais amplo. Esta dissertação está relacionada como resultado importante do consórcio internacional RExNet, financiado pelo projeto europeu Alfa, do qual a UFRGS faz parte. / This work aims to the use of remotely web-based experiments to improve the learning process of automation and control systems theory courses. An architecture combining virtual learning environments, remote experiments, students guide and experiments analysis is proposed based on a wide state of art study. The validation of the architecture uses state of art technologies and new simple developed programs to implement the case studies presented. All implementations presented in this work uses an Internet accessible virtual learning environment providing educational resources, guides and learning material to create a distance learning course associated with the remote mixed reality experiment. The experiment is integrated in the learning environment and support the mixture of real equipments combined with simulated ones (virtual). This mixture of equipments (components) is automatic controlled by the user and is a new developed technology called interchangeable components. The state of art section of this work presents, compare and describes several technologies used to implement the proposed architecture. Related work of remote experimentation and virtual learning environments is also presented. The architecture was elaborated based on appointed advantages and drawbacks of the related studies. This work is part of the RExNet consortium, supported by the European Alfa project.