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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: MÍDIA E CONHECIMENTO
INSTRUMENTANDO A CONDUÇÃO DA
APRENDIZAGEM DE PNEUMÁTICA BÁSICA
- PROPOSTA DE UM LIVRO ELETRÔNICO -
PAULO HUMBERTO FERRAZZA
FLORIANÓPOLIS, maio de 2001.
i.exe
Paulo Humberto Ferrazza
INSTRUMENTANDO A CONDUÇÃO DA
APRENDIZAGEM DE PNEUMÁTICA BÁSICA
- PROPOSTA DE UM LIVRO ELETRÔNICO -
Dissertação apresentada no Curso de Pós- Graduação em Engenharia de Produção. Área de Concentração: Mídia e Conhecimento, da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção.
Orientador: Profa. Dra. SILVANA BERNARDES ROSA
Florianópolis, maio de 2001.
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Aos meus pais sempre presentes no coração e cuja vida dedicaram aos sete filhos:
- a ele, presente-ausente a eterna saudade pela lição de vida que nos transmitiu.
- a ela, o carinho presente das lembranças passadas na dedicação do ainda hoje.
A meu filho Alexandre, o sol a iluminar todos os dias da minha vida.
Aos meus irmãos, Ataíde e Emerson, as minhas cunhadas Cecilia e Clarisse e as minhas sobrinhas e sobrinhos, pelo apoio dado nos momentos difíceis por que passei.
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AGRADECIMENTOS
À Profa. Dra. SILVANA BERNARDES ROSA , que, além de orientadora, mostrou-se amiga atenciosa, por sua paciência, tranqüilidade e disponibilidade para as minhas consultas, e que, com a sua capacidade e conhecimentos transmitidos, empenhou-se de maneira generosa e irrestrita para a elaboração desta dissertação.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção/Laboratório de Ensino a Distância, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), especialmente ao Dr. FERNANDO O. GAUTHIER, Dr. FRANCISCO A. P. FIALHO, Dra. SILVANA BERNARDES ROSA, Msc. MÁRCIO VIEIRA DE SOUZA e Msc. ROSÂNGELA RODRIGUES, pelos conhecimentos transmitidos, desafios propostos e incentivos sugeridos.
Aos colegas do Curso de Mestrado em Engenharia de Produção do CEFET-PR, com quem tive a oportunidade de conviver, sonhar, aprender e enriquecer, quer intelectual ou afetivamente, e que comigo partilharam desta viagem, da qual não voltei do mesmo jeito que parti.
Aos funcionários do Laboratório de Mídia - LAMID do Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná - CEFET-PR, em especial à Rosamélia Parizzotto, João Mansano e Maria Inês Pinheiro, pelo apoio na confecção do software.
A todos aqueles que contribuíram, direta ou indiretamente, seja com uma palavra amiga, seja com um gesto de apoio, atenção ou intenção, para poder chegar a bom termo deste trabalho.
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- 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. Abstract...................................................................................................................xii - 1.1 Origem do trabalho...................................................................................... - 1.2 Justificativa e relevância do trabalho......................................................... - 1.3 Objetivos...................................................................................................... - 1.3.1 Objetivo Geral................................................................................... - 1.3.2 Objetivos Específicos........................................................................ - 1.4 Limitações do trabalho................................................................................ - 1.5 Estrutura do Trabalho.................................................................................
- 2 CONTEÚDOS EXISTENTES ........................................................................... - 2.1 Auto-Aprendizagem..................................................................................... - 2.1.1 A Teoria de Ausubel para o Ensino da Disciplina de Pneumática....
- 2.2 O Computador Assistindo ao Ensino........................................................... - 2.3 Conhecimento Através dos Audiovisuais....................................................
- 2.4 Recursos Didáticos...................................................................................... - 2.4.1 CD-ROM..........………...................................................................... - 2.5 Estrutura para Elaboração do Software...................................................... - 2.6 Softwares de Autoria................................................................................... - 2.6.1 Os Software s Familiares................................................................... - 2.6.2 Os Software s para Autoria de Multimídia......................................... - 2.6.2.1 Funcionamento dos Softwares de Autoria............................. - 2.6.2.2 Principais Software s de Autoria............................................. - 2.6.3 Ferramentas Elementares................................................................
- 2.7 Comentários Finais......................................................................................
- 3 ANÁLISE DO CONTEXTO EDUCACIONAL. .................................................. vi - 3.1 A realidade da Escola................................................................................ - 3.2 Análise das Necessidades........................................................................ - 3.3 Estrutura Atual da Disciplina..................................................................... - 3.4 Recursos Disponíveis............................................................................... - 3.4.1 Software Simufluid.....................................................................…. - 3.4.2 Curso de Pneumática da Festo Didactic........................................ - 3.4.3 Curso de Pneumática da Parker Hanniffin Training....................... - 3.4.4 Livros.............................................................................................. - 3.4.5 Livro Eletrônico...............................................................................
- 4 MODELO DE APLICAÇÃO ............................................................................. - 4.1 Estrutura do Livro...................................................................................... - 4.2 Tratamento da Informação........................................................................
- 4.3 Técnicas Empregadas............................................................................... - 4.3.1 Como Fazer.................................................................................... - 4.3.1.1 Estrutura de navegação do livro.................................. - 4.3.2 Onde Fazer..................................................................................... - 4.3.3 Para Quem Fazer........................................................................... - 4.4 Telas do Software ..................................................................................... - 4.4.1 Índice.............................................................................................. - 4.4.2 Tela de Busca................................................................................ - 4.4.3 Tela de Glossário........................................................................... - 4.4.4 Tela de Conteúdo.......................................................................... - 4.4.5 Tela de Avaliação.......................................................................... - 4.4.6 Tela Aprenda Mais........................................................................
- 5 APLICAÇÃO E VALIDAÇÃO ...................................................................... vii
- 5.1 Realização............................................................................................... - 5.2 Limitações...............................................................................................
- 5.3 Metodologia da Validação....................................................................... - 5.3.1..Avaliadores....................................................................................... - 5.4 Descrição do Experimento.....................................................................
- 5.5 Análise dos Resultados...................................................................... - 5.5.1 Teste de Navegabilidade................................................................... - 5.5.2 Avaliação dos Critérios Ergonômicos.............................................. - 5.5.2.1 Condução............................................................................... - 5.5.2.2 Carga de Trabalho................................................................. - 5.5.2.3 Controle Explícito................................................................... - 5.5.2.4 Adaptabilidade........................................................................ - 5.5.2.5 Gestão de Erros..................................................................... - 5.5.2.6 Consistência........................................................................... - 5.5.2.7 Significado dos Códigos e Denominações............................. - 5.5.2.8 Compatibilidade...................................................................... - 5.5.3 Avaliação Pedagógica.................................................................... - 5.5.3.1 Documentação....................................................................... - 5.5.3.2 Conteúdo do Programa......................................................... - 5.5.3.3 Aspectos Pedagógicos.......................................................... - 5.5.3.4 Operação do Programa......................................................... - 5.5.3.5 Resultados dos Alunos.........................................................
- 6 CONCLUSÃO ...................................................................................................
- 6.1 Considerações Finais..................................................................................
- 6.2 Recomendações de trabalhos futuros.........................................................
- 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................
- 8 ANEXOS ........................................................................................................... viii
- 8.1 Comentários dos Avaliadores......................................................................
- 8.2 Ficha de Avaliação.......................................................................................
- 8.3 Definições dos Critérios Ergonômicos.........................................................
- Figura 1: Seqüência da construção de um circuito................................................ Lista de Figuras
- Figura 2: Representação da aprendizagem segundo Ausubel..............................
- Figura 3: Representação do fluxo de informação e aprendizagem do Livro Eletrônico
- Figura 4: Classificação de Edgar Dale...................................................................
- Figura 5: Classificação brasileira dos recursos audiovisuais adaptada ................
- Figura 6: Representação de um sistema de organização composta.....................
- Figura 7: Seqüência de ícones do Authorware .....................................................
- Figura 8: Válvula reguladora de fluxo unidirecional ..............................................
- Figura 9: Topologia de circuitos.............................................................................
- Figura 10: Estrutura de navegação........................................................................
- Figura 11: Tela de índice.......................................................................................
- Figura 12: Tela de busca.......................................................................................
- Figura 13: Tela de glossário...................................................................................
- Figura 14: Tela de conteúdo...................... ...........................................................
- Figura 15: Tela de avaliação 1...............................................................................
- Figura 16: Tela de avaliação 2...............................................................................
- Figura 17: Tela do aprenda mais...........................................................................
- Figura 18: Esquema do posicionamento da filmadora...........................................
- Figura 19: Gráfico de presteza...............................................................................
- Figura 20: Página do Livro Eletrônico....................................................................
- Figura 21: Gráfico de distribuição por localização.................................................
- Figura 22: Gráfico de distinção por formato...........................................................
- Figura 23: Gráfico de feedback imediato...............................................................
- Figura 24: Gráfico de legibilidade..........................................................................
- Figura 25: Gráfico de concisão..............................................................................
- Figura 26: Gráfico de ações mínimas....................................................................
- Figura 27: Gráfico da densidade informacional.....................................................
- Figura 28: Gráfico das ações explícitas do usuário...............................................
- Figura 29: Gráfico do controle do usuário..............................................................
- Figura 30: Gráfico de flexibilidade.......................................................................... x
- Figura 31: Gráfico da experiência do usuário........................................................
- Figura 32: Gráfico da proteção contra erros..........................................................
- Figura 33: Gráfico de mensagens de erros............................................................
- Figura 34: Gráfico da correção dos erros..............................................................
- Figura 35: Gráfico de consistência.........................................................................
- Figura 36: Gráfico de significado dos códigos e denominações............................
- Figura 37: Gráfico da compatibilidade...................................................................
- Figura 38: Gráfico representativo da documentação.............................................
- Figura 39: Gráfico representativo do conteúdo do programa................................
- Figura 40: Gráfico representativo dos aspectos pedagógicos...............................
- Figura 41: Gráfico representativo da operação do programa................................
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ABSTRACT
Nowadays, one of the most used branches of the industrial automation is the Pneumatic Automation. The growing industrialization of some states leads to a increasing search for more specialists in this area. The easiness Pneumatic has to integrate with eletronics and computer science makes that new equipment be frequently build with this technology. The objective of this work is to evaluate a software elaborated by the author that comes to aid professors in the development of Automation Discipline basic contents, in the Technology in Mecatronic Course. Furthermore it facilitates the assimilation of those contents by the students, as well as suplying the most advanced contents, although in the same discipline, by virtue of time shortage due to the Tecnology courses characteristics. The content in the software was researched in books, sites, catalogs and norms, and in function of a circuit execution sequence, aiming at the consolidation of the knowledge at the end of it, following the learning principles explained by AUSUBEL. The final evaluation done by the discipline professors, confirmed the software validity to help the teaching process of Pneumatic Automation Discipline, allowing teacher, to embrace more of the discipline contents in a shorter time.
1 INTRODUÇÃO
1.1 Origem do trabalho
A crise dos anos 70 levou as empresas nacionais à busca da racionalização da mão-de-obra, à procura de alternativas para o desenvolvimento de novos produtos e à elevação da produtividade com o aumento da produção e redução de custos operacionais. Em função disso é que, nesta década de 70, foram implantados no Brasil os primeiros sistemas de Automação Pneumática. A partir de então é que a utilização do nome Automação dentro da indústria veio e vem sendo empregada, levando as escolas a se empenharem mais na busca do treinamento qualificado para utilização dessa técnica, que, por ser recente, coloca as indústrias nacionais em nível de igualdade com as internacionais, tornando-as competitivas por sua alta tecnologia e pela qualidade de produção. Com isso muitos sistemas automatizados, sistemas abertos, surgiram e surgem em permanente evolução, valendo-se muito das experiências que vem do “chão” de fábricas. Pode-se, pois, dizer que a Automação, ao mesmo tempo que libera o trabalhador produtivo das tarefas mais repetitivas e perigosas, exige-lhe um novo tipo de tarefa: solucionar problemas de Automação, seja ela de ordem mecânica, elétrica ou eletrônica. Diante desta realidade, o autor da pesquisa se propôs a elaborar um sistema de ensino de Automação possibilitando uma ferramenta para que o professor possa passar aos discentes as informações necessárias num curto espaço de tempo devido a exigüidade de tempo.
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propaganda, válido para as empresas; porém não deva ser objeto do processo de ensino-aprendizagem do Laboratório de Sistemas Integrado de Manufatura – LABSIM. Pretende-se, então, por meio deste Livro Eletrônico de Pneumática Básica, propor uma estrutura de matéria que possibilite ao professor mais flexibilidade para ministrar os conteúdos da disciplina e aos alunos um conhecimento prévio, fazendo com que consigam acompanhar os conteúdos da disciplina de Automação. Enfim, busca-se com este trabalho, uma primeira aproximação a este software , envolvendo a análise de softwares existentes próximos a esta realidade, pesquisa de conteúdos recomendados para inserção no Livro, projeto de Storyboard, implementação e validação junto ao público alvo.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo Geral
Descrever, desenvolver e avaliar um software contendo conteúdos de Pneumática Básica, envolvendo Produção e Preparação de Ar Comprimido, Cilindros, Válvulas e Circuitos Básicos, objetivando auxiliar os estudantes dos cursos de Tecnologia na compreensão da base da disciplina de Automação, proporcionando-lhes uma visão global da técnica de Automação Pneumática, e integrando o uso da Tecnologia no processo de aprendizagem.
1.3.2 Objetivos Específicos
Para atingir o objetivo geral desta dissertação, procurar-se-á alcançar os seguintes objetivos específicos:
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- Selecionar e analisar os conteúdos necessários para a compreensão do processo de aprendizagem, partindo de um software de Pneumática Básica, elaborado pelo autor desta dissertação;
- Avaliar a eficácia deste software junto a um segmento da comunidade acadêmica inserida na disciplina de Automação ;
- Contribuir para o desenvolvimento da eficiência e eficácia da disciplina de Automação.
1.4 Limitações do trabalho
Este trabalho, no seu desenvolvimento, encontrou algumas barreiras que dificultaram sua realização, contudo não chegaram a prejudicá-lo conforme será possível perceber adiante.: a) Os conteúdos de Pneumática não são cumulativos. À medida que a Tecnologia avança e se criam novos elementos, esses se somam aos conteúdos básicos. Diferentemente ocorre, por exemplo, ao se aprender o Word : aprendendo-se o Word 97, conseqüentemente conhecer-se-á o Word 95. No caso da Pneumática, porém, caso não se souber o que é uma válvula básica, a experiência prática tem demonstrado que não se poderá estudar válvula proporcional, pois aquele conhecimento é pré-requisito deste outro, ou seja, o conhecimento do segundo conteúdo não prescinde do conhecimento do conteúdo anterior. Este pré-requisito representa pois, uma limitação no processo ensino aprendizagem, bem como outros a seguir expostos. b) Uma das limitações que pode dificultar a aplicação deste Livro Eletrônico estaria no caso de alunos não disporem de equipamentos eletrônicos, dificultando a aprendizagem.
2 CONTEÚDOS EXISTENTES
Para realizar este trabalho, buscaram-se fontes que tratassem da construção do conhecimento e de softwares educacionais, bem como de softwares tutoriais, que viabilizassem a construção dos mesmos, sabendo-se que pouca literatura há a respeito de softwares educacionais e tutoriais. Foram estudados a construção do conhecimento, a auto-aprendizagem, o conhecimento através de audiovisual, recursos didáticos, e a elaboração de software.
2.1 Auto-Aprendizagem
“A aprendizagem supõe pelo menos dois componentes interligados: o primeiro é o esforço reconstrutivo pessoal do aluno; e o segundo é uma ambiência humana favorável, onde se destaca o papel maiêutico do professor” (DEMO, 1999, p. 167). A auto-aprendizagem de adultos, segundo BELLONI (1999) , “constitui um tema relativamente novo no campo da educação. Embora de modos variados segundo países e regiões, as teorias construtivistas, interacionistas e as pedagógicas ativas exerceram grande influência sobre as teorias e práticas pedagógicas na educação infantil. Esta influência, porém, é bem menos presente no ensino superior, e, mesmo no secundário, onde os modelos tradicionais e/ou behavioristas são ainda fortemente predominantes. Isto significa que os processos de aprendizagem do estudante adulto são ainda pouco conhecidos...” Segundo AUSUBEL (1980), existem dois tipos de aprendizagem: a significativa e a mecânica. Na aprendizagem significativa, as aquisições de conhecimento se dão através do relacionamento entre uma nova informação e um conhecimento já armazenado ( conceitos subsunçores ), na estrutura cognitiva do indivíduo; as
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informações introduzidas podem ser relacionadas com conhecimentos que já se encontram armazenados e facilitar a aprendizagem. Assim sendo, aprendizagem é a organização e a interação do material na estrutura cognitiva, sendo o fator mais importante da aprendizagem o que o educando já conhece. Esses conhecimentos prévios, também chamados por AUSUBEL de conceitos subsunçores, servem de base para novas aquisições. Segundo MOREIRA (1982, p. 4), “Para Ausubel aprendizagem significa organização e integração do material na estrutura cognitiva. Como outros teóricos do cognitivismo, Ausubel se baseia na premissa de que existe uma estrutura na qual a organização e a integração se processam. É a estrutura cognitiva, entendida como conteúdo total de idéias de um certo indivíduo e sua organização; ou conteúdo e organização de suas idéias em uma área particular de conhecimentos”. Essa premissa de que existe uma estrutura na qual a organização e a integração se processam, assemelha-se à estrutura de circuitos pneumáticos, onde todo e qualquer circuito tem uma seqüência a ser observada, e que é apresentada no Livro como Topologia de Circuito, como se vê na figura 1.
Fig. 1 – Seqüência da construção de um circuito.
