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Previous issue date: 2015-05-08 / Dentro do campo de estudo de Engenharia Elétrica, o entendimento de alguns equipamentos pode ser frustrante e desmotivador devido à falta de uma visão clara de como estes equipamentos funcionam e operam em um ambiente real. Tanto estudantes quanto profissionais têm dificuldades para conhecer ou treinar com estes equipamentos, por fatores como segurança, custo para manter um laboratório ou impedimentos para treinamento em instalações reais. Diversas formas de ensino e aprendizado têm sido utilizadas para melhorar este aspecto prático do aprendizado em Engenharia Elétrica. Dentre essas formas, o uso de realidade virtual tem tido bons resultados por fornecer um ambiente seguro, controlado e barato em relação a um laboratório real. Porém, ainda há lacunas que podem ser sanadas nesses experimentos, como por exemplo, atender tanto alunos como profissionais, facilidade de criação dos laboratórios e reproduzir situações reais dos equipamentos e assim aproximar a teoria da prática. Assim, esta tese propõe um framework conceitual para criação de laboratórios virtuais para preencher estas lacunas. Uma revisão sistemática foi conduzida para reunir características, oportunidades e desafios da neste tema. O framework apresenta métodos, técnicas e melhores práticas para a definição, criação, execução e medição de experimentos de Realidade Virtual aplicados à Engenharia Elétrica. São apresentados experimentos que foram conduzidos para validar o framework. Um experimento demonstra o ensino do funcionamento de transformadores elétricos em subestações para estudantes de graduação de Engenharia Elétrica. Outro experimento treina profissionais para operação e manutenção de uma turbina hidrogeradora em uma usina hidrelétrica. Os resultados mostram que o framework possibilitou o melhor estudo prático ao mostrar cenários e situações reais dos conceitos apresentados e melhorou aspectos de ensino e aprendizado como notas, motivação e obtenção do conhecimento, tanto para alunos e profissionais quanto para o professor. / Within the Electrical Engineering field of study, the understanding of some equipment can be frustrating and demotivating due to lack of a clear vision of how these devices work and operate in a real environment. Both students and professionals find it difficult to meet or train with this equipment, by factors such as safety, cost of maintaining a laboratory or impediments to training in real installations. Various forms of teaching and learning have been used to enhance this practical aspect of learning in Electrical Engineering. Among these forms, the use of virtual reality has had good results by providing a safe, controlled environment and inexpensive compared to an actual laboratory. However, there are still gaps that can be addressed in these experiments, for example, serve both students and professionals, ease of creation of laboratories and play real situations of equipment, nearing the theory of the practice. Thus, this thesis proposes a conceptual framework for creating virtual labs to fill these gaps. A systematic review was conducted to collect characteristics, opportunities and challenges of this issue. The framework presents methods, techniques and best practices for defining, creating, implementing and measuring virtual reality experiments applied to Electrical Engineering. Experiments are presented which were performed to validate the framework. An experiment demonstrates the teaching of operating electrical transformers in substations for undergraduate students of Electrical Engineering. Another experiment trains professionals to operation and maintenance of a hydro generator turbine at a hydroelectric plant. The results show that the framework enabled the best practical study to show actual scenarios and situations of the concepts presented and improved aspects of teaching and learning as notes, motivation and retention of knowledge for both students and professionals as to the teacher.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/7414 |
| Date | 08 May 2015 |
| Creators | BARATA, Pebertli Nils Alho |
| Contributors | RIBEIRO FILHO, Manoel |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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