Uso de maquetes e dioramas no ensino técnico e tecnológico em unidades do Centro Paula Souza

outubro 29, 2010 § 3 Comentários


Uso de maquetes e dioramas no ensino técnico e tecnológico em unidades do Centro Paula Souza

Sandro Calabrezi, Reinaldo Toso Junior, Jaime Cazuhiro Ossada

Faculdade de Tecnologia de Indaiatuba (FATEC ID)
Rua Dom Pedro I, 65. Indaiatuba – SP – Brasil

(scalabrezi@fatecindaiatuba.edu.br, reitoso@yahoo.com.br, jossada@fatecindaiatuba.edu.br)

 

Abstract. This article describes the construction of a railroad mockup, as a didactic tool of technological education with an interdisciplinary proposal around the Railroad subject aiming at the integration of many disciplines. The initial results are positive and there is a future second part.

Resumo. Este artigo descreve a construção de uma maquete de ferrovia, como uma ferramenta didática de ensino tecnológico com a proposta interdisciplinar em torno do tema Ferroviário visando a integração de diversas disciplinas. Os resultados iniciais são animadores e possuí desdobramentos futuros em uma segunda parte. 

 

1.      Apresentação

 Este artigo apresenta uma proposta de construção de uma maquete de ferromodelismo para a prática do ensino superior em tecnologia e seus desdobramentos temáticos.

2.       Introdução

Para o aprendizado tecnológico é necessário o contato com o contexto real das empresas, e estar nas empresas constantemente envolve certas limitações logísticas e financeiras e interfere na administração e condução da aprendizagem, pois a inserção gradativa no ambiente empresarial se dá com maior foco durante a realização do estágio em um curso tecnológico. Embora visitas às empresas possam ocorrer, estas representam fragmentos e nem sempre à apresentação de slides, fotos e filmes na sala de aula aproxima o aluno daquilo que aprende ao objeto no qual vai aplicar o conhecimento.

            A prática de trabalhos interdisciplinares carece de certas experimentações e contatos que estimulem a criatividade e a visão espacial de certos arranjos industriais, de transportes e gestão. Nem sempre a tecnologia pura, em si, desprovida de elementos interativos estimula ou desenvolve a criatividade, uma vez que sem interesse não há criatividade.

            No contexto da informática o uso de sistemas automatizados está se tornando comum no Brasil, estando presente no cotidiano das pessoas, auxiliando entre outros, a realizar funções de aumento de produtividade, lazer, saúde, conforto e segurança. No cotidiano das pessoas os caixas eletrônicos, as catracas eletrônicas e as máquinas automáticas de vender refrigerantes estão se propagando, no mundo empresarial o crescimento da automação é vertiginoso, assim uma faculdade de tecnologia deve caminhar nesta direção e desenvolver seus projetos de laboratórios.

O aprendizado pode e deve ocorrer por meio de modelos, maquetes e miniaturas, esquemas lógicos e montagens, estes objetos estimulam a percepção dimensional, a fixação e levam a aprendizagem por lidarem com vários sentidos, entre eles o tato e a visão além do raciocínio espacial e a lógica, tão importante na programação e planejamento estratégico orientados aos negócios. Segundo Houaiss e Villar (2001), o termo maquete, quando aplicado á Engenharia ou arquitetura, é a representação em escala reduzida de uma obra de arquitetura ou engenharia a ser executada.

2.1  Definição dos termos

As maquetes são reproduções em escala reduzida ou até mesmo em tamanho real de partes ou o todo de um projeto fundamenta em dados e variáveis reais do projeto original. Portanto ela é um modelo ou “boneco” do projeto, que pode ter funções e animações. Já os dioramas são fiéis reproduções de uma realidade em miniatura e sem movimento e que podem ser idealizadas à partir de fotos, filmes, visão direta, jornais, artigos, livros, etc. O diorama tem o papel de representar fielmente uma ação, cena ou momento que foi registrado, é muito mais artístico do que técnico, embora envolva a técnica na sua construção, o que se preza mais em um diorama é a precisão de reprodução.

            A diferença entre uma maquete e o diorama é que a maquete é um modelo, um conjunto representativo e o diorama é uma reprodução exata, havendo dentro da maquete um ou mais dioramas. A Figura 1 mostra o detalhe de uma árvore, feita por  Tamires Freire, aluna do sexto semestre do curso de Gestão Empresarial (1º sem. 2010), na maquete ferroviária em construção na Fatec de Indaiatuba, a árvore é um diorama, bem como a montanha ao fundo.

                 Estas maquetes dirigidas com propósitos tecnológicos e educacionais envolvem complexidade na simetria, funções para a correta representação do que se quer simular e aprender. A Figura 2 apresenta os detalhes de um diorama da maquete de um armazém feito por alunos do sexto semestre de Comércio Exterior da Faculdade de Tecnologia de Indaiatuba, 2008.  Nesta maquete é possível aplicar de modo prático os conhecimentos operacionais para a gestão de armazéns.

2.2   Trabalhos relacionados

Outras áreas também usam maquetes para a aplicação de conhecimentos, domínio, noções de espaço e didática. Entre outros podemos citar alguns trabalhos:

  • Lombardo e Castro (2007), propõem o uso de maquetes para desenvolver técnicas para a percepção tridimensional de relevo, para oferecer aos alunos, um recurso didático poderoso e relativamente simples de se construir (maquete), pois o exercício de construção da maquete, além de exercer um efeito terapêutico, estimulando o aluno a transformar o bidimensional (mapa) para o tridimensional (maquete); auxilia no aprendizado da morfometria, principalmente declividade, orientação de vertentes e perfil topográfico; contribui com o desenvolvimento da percepção e diferenciação de escala horizontal e escala vertical;
  • Camara e Utsumi (2001), relatam sobre o uso de maquetes no ensino de línguas;
  • Mullen da paz,  et AL (2006), discorre sobre o processo de modelização no Ensino de Ciências Naturais, mais especificamente no ensino de Biologia. Primeiramente, abordam-se conceitualmente modelos e modelizações no ensino de ciências. Após esse procedimento é apresentado o exemplo de modelização da cadeia alimentar e, por fim, descreve-se uma situação transcorrida em sala de aula na qual é analisado o processo de ensino aprendizagem, mediado pelos modelos.

            Este tipo de atividade como um dos recursos da didática do docente também já conta com experiências próprias dos autores em outras unidades de ensino. Na figura 3, apresenta um empilhadeira, escala 1:20, realizadas pelos alunos do Curso Técnico em administração da ETEC Dr. Emilio Hernandez Aguilar de Franco da Rocha , no ano de 2007. Elaborado em madeira com partes móveis (roldana) para elevar os garfos. Este trabalho exigiu do aluno conhecer o funcionamento de uma empilhadeira e desenvolver a sua criatividade em representar em madeira o funcionamento dela.

A Figura 4 apresenta maquetes desenvolvidas pelos alunos do sexto semestre de Comércio Exterior da Faculdade de Tecnologia de Indaiatuba (FATEC, 2008). os trabalhos exigiram dos alunos o conhecimento sistêmico de ambientes logísticos envolvendo operações complexas e tiveram de usar a criatividade para representar a realidade em plástico, madeira, papelão, metal e em poliestireno expandido (IsoporR).

3.      Objetivos

 

Este artigo tem o objetivo de apontar alguns aspectos sobre o emprego de maquetes como recursos didáticos no ensino tecnológico para desenvolvimento do cognitivo, da abstração, proporcionando condições para a prática da criatividade, raciocínio lógico e apresentar a interdisciplinaridade entres os cursos de Tecnologia em Logística e Tecnologia em Redes de Computadores, Tecnologia em Banco de Dados, Tecnologia em Comércio Exterior, nos discentes por meio da socialização e soluções práticas baseadas em conceitos e modelos em uma faculdade de tecnologia.

 4. Metodologia

A metodologia utilizada neste artigo e a prática do uso de maquetes são baseadas no trabalho de Oliveira (2006), em que é apresentado o modelo didático adotado, com a proposta do uso das maquetes. Portanto é um trabalho prático, descritivo, envolve a criatividade, a colaboração, o espírito de equipe, além de desenvolver o raciocínio espacial do aluno. Esta prática envolve um grande aprendizado, pois o aluno sabe o que deve fazer, mas não tem o como fazer. Assim a proposta de trabalho inicia-se com o material das disciplinas disponibilizadas pelo professor, com as aulas e com os primeiros croquis, alguns muitas vezes feitos na lousa ou em planilhas. Os materiais empregados na construção destas maquetes simples são cola branca, madeira, papelão, tesoura, etc.

 

 

4.1  Desenvolvimento da maquete

Segundo Da Paz (2006), no campo educacional, a utilização de modelos mais simples é aceitável na medida que seus objetivos sejam facilitar a compreensão, ou seja, que esses não se tornem modelos em que se sujeitem à fundamentação teórica não relevante.  Para Fourez (1997), a simplificação do modelo não é considerada como um inconveniente, mas uma necessidade. Deter-se na complexidade dos modelos é essencial para a gestão. Como elemento de socialização estes modelos são muito proveitosos, levam professores e alunos ao exercício de trabalharem em conjunto para a prática na construção de  maquetes, cujo tema é ligado ao curso ou conjunto de disciplinas.

A Figura 5, mostra alunos do curso de Tecnologia em Logística e o professor montando partes da maquete ferroviária na Faculdade de Tecnologia de Indaiatuba.

Para Toso Junior (2008), por ser o homem um animal profundamente social, a necessidade de se relacionar e de viver em grupo faz do homem uma criatura extremamente cooperativa. A capacidade humana de cooperar é diretamente relacionada à de compreender o outro, de se colocar no lugar de outro e ter a percepção das dificuldades e alegrias do próximo.

Na Faculdade de Tecnologia de Indaiatuba há um projeto de maquete em andamento representando o modal ferroviário sob uma prancha de 1,60 x 2,20 m, conforme pôde ser visto nas figuras 1 e 5.

Como temas ou temática para maquetes podemos usar os ensinamentos de Freire (2005) quando ele nos explica  que os temas tem a capacidade geradora, chamam a atenção e geram novos temas. Toso Júnior (2008) explica que o tema deve ser algo do contexto, do curso, da profissão, da região, ou será algo não envolvente para o grupo.

Por isso o modal ferroviário foi escolhido, está em discussão desde 2008 e há muitos projetos em andamento, inclusive o anúncio do início da expansão da ferrovia no Estado de São Paulo e o Trem de Alta Velocidade anunciado pelo Governo Federal.

O governo do Estado planeja expandir a malha ferroviária para trens de passageiros, ultrapassando os limites da região metropolitana e chegando a cidades como Sorocaba, São José dos Campos e a região da Baixada Santista (Machado e Ribeiro, 2010).

O projeto da Fatec Indaiatuba tem o objetivo de gerar entendimentos e discussões sobre o transporte multimodal e intermodal com os modais ferroviário (dinâmico), rodoviário (estático) e aquaviário (estático). É feito na escala HO (1:87), alimentado por corrente contínua 12 V, utilizando partes e peças de ferromodelismo e outras partes e peças adaptadas e/ou construídas para tal propósito.

Esta maquete possuí as representações de seis desvios ferroviários, circuito oval duplo, saídas para plataformas multimodais e intermodais, porto seco, porto, viadutos, armazéns, edificações, acidentes naturais e variados detalhes paisagísticos. Partes dos movimentos das máquinas serão realizadas por funções automatizadas, com uso de telemática (informática e telecomunicações). A automatização será realizada através do uso de microcontroladores envolvendo disciplinas de programação de computadores e redes de computadores.

            Envolve a participação de três professores, os autores aqui, e terá desdobramentos com automação e controle para a compreensão da gestão de operações e processos logísticos e da tecnologia da informação.

A interdisciplinaridade se dá pela integração de quatro grandes áreas temáticas: o comércio exterior, a logística, a gestão e a informática. A maneira como estas três áreas se comunicam ocorre pela intermodalidade e multimodalidade, onde a intermodalidade é a sucessão de modais (meios de transporte) cada qual com seu respectivo contrato de frete e a multimodalidade onde a sucessão de modais é regida por um único contrato de frete. A coordenação destas operações de carga, descarga, transporte e armazenagem compete à logística, só que para isto necessita de uma estrutura administrativa que suporte os negócios, o que envolverá a gestão.

            Tanto o monitoramento como o controle destas operações e processos gerenciais não podem ocorrer sem o emprego de ferramentas da tecnologia da informação, tanto em redes, banco de dados e sistema integrados, neste ponto é que se buscam as aplicações dentro do modelo proposto.

4.2  Estado atual do trabalho

 Na fase atual, durante a realização deste artigo parte dos acidentes naturais, eletrificação e controles elétricos já estão definidos junto com a linha férrea, estando totalmente operacional. O prazo para finalização é Dezembro de 2010, em 2011 inicia-se a fase de interação com a Tecnologia da Informação via software. Os alunos participam livremente, alguns ajudaram na parte das ligações elétricas, outros na decoração e com dioramas. Os professores elaboraram todo o circuito lógico, comandos e artes com os acidentes naturais. Um navio cargueiro porta contêineres também foi confeccionado na escala e integrará a parte portuária da maquete.

4.3 Aplicação da Tecnologia

 Após a conclusão da maquete e realização dos testes de movimentação dos dioramas, alunos do Curso de Tecnologia de Redes de Computadores e do Curso de Tecnologia em Banco de Dados, serão envolvidos voluntariamente para participar da construção do projeto de automatização. O envolvimento multidisciplinar se torna evidente, por exemplo, a Disciplina de Engenharia de software participará descrevendo os requisitos de sistemas embarcados (Ossada, 2010) e todas as demais fases descritas em um processo de desenvolvimento de software, as disciplinas específicas de redes de computadores desenvolverão o hardware necessário para a comunicação sem fio.

Com a realização do processo de automação, permitirá que o controle da maquete, movimentos ir para frente e marcha ré, acendimento de luzes de sinalização, acionamento de buzina, seja realizada através de software (Programação de computadores) a distancia (redes de computadores) pelo protocolo TCP/IP, observando ainda que para a automatização da máquina e dos vagões serão utilizados a tecnologia wirelles (transmissão sem fio) que receberão comandos digitais para controle.

Para a realização do controle de automação serão utilizados como componentes principais:

Microcontrolador PIC (18F2550 I/SP), com suporte a dispositivos USB, conexão através de protocolo Serial Peripheral Interface (SPI), baixo consumo de energia e programação em linguagem C;

Circuito integrado ENC28J60, permite a comunicação de protocolo TCP/IP e a conversão para protocolo ISP.

A programação da interface a ser utilizada para controle da máquina será desenvolvida em linguagem de programação JAVA (aplicação desktop) e a aplicação para web será realizada por meio de HTML. A Figura 6 mostra a tela a ser apresentada ao usuário através da Internet para controle da máquina, com funções de ir para frente, voltar, acender a lâmpada da máquina e emitir som de buzina.

A Figura 7 apresenta a placa de controle a ser embarcada dentro da máquina. O circuito eletrônico possui um receptor sem fio, um decodificador que permite o recebimento de 16 bits de dados, uma unidade de retificação e conversão de 12 volts para 5 volts em corrente contínua e uma ponte H para controle de movimento da máquina. A alimentação do circuito se dará através dos trilhos.

Na Figura 8, podemos observar placa que receberá os controles transmitidos via internet ou pelo aplicativo desktop. A placa possui entrada para conexão TCP/IP através de um conector RJ45 fêmea, uma entrada universal serial bus (USB), uma entrada padrão serial para gravação do firmware e um display para apresentar mensagens.

4.4 Trabalhos futuros

Após a realização total do projeto físico (parte 1), previsto para dezembro de 2010,  novos trabalhos serão ser propostos para melhoria da proposta inicial, que será a parte 2 do projeto, previsto para terminar em dezembro de 2011.

Entre eles podemos destacar, a realização de um estudo para medir quantitativamente e qualitativamente os resultados obtidos e compará-los as propostas inicias do projeto para determinar o nível de resultados atingidos; melhorias na modelagem da maquete com a inserção de câmeras de monitoramento que permitam aos usuários observar  o movimento em tempo real da maquete; inserção de mais máquinas trafegando simultaneamente e a reconstrução do algoritmo de programação e da lógica que permitam o  controle de mais máquinas trafegando simultaneamente através da implementação do traffic collision avoidance system (TCAS). Nesta segunda etapa também é prevista a simulação da problemática de armazenagem de contêineres em um porto seco com a proposta de controle dos mesmo via banco de dados.

5. Conclusão e considerações finais

A realização deste projeto irá permitir diminuir a lacuna existentes nos cursos de formação tecnológica da Fatec Indaiatuba, possibilitando a integração social e intelectual entre os discentes.

            Objetos de estudos estarão sendo disponibilizados para permitir a realização de trabalhos de formatura (monografias) envolvendo a interdisciplinaridade e a multidisciplinaridade  entre os cursos.

            A capacidade temática que a criatividade desperta para o modal ferroviário, que é o principal componente dinâmico (animado) da maquete já tem levado os alunos perguntarem sobre a maquete dentro e fora de aula e as discussões de expansão deste modal no Estado de São Paulo.

Outro aspecto interessante que este recurso didático comprova é a criatividade por meio da inovação, onde vários equipamentos e peças, dos mais variados fins, vem sendo utilizados para a solução de problemas práticos de construção ou de solução na elétrica e na automação.

Espera-se que com o incremento dos trabalhos mais alunos participem e se articulem, não só na discussão da maquete, mas como fonte geradora de temas para a aplicação tecnológica.

Pode-se concluir, portanto que o emprego de maquetes no ensino tecnológico é um interessante “boneco” de  projetos do que se desdobrará com o início do uso das novas instalações da Faculdade de Tecnologia de Indaiatuba.  

Este projeto também serviu de base para entender como será importante a presença de professores em Regime de Jornada Integral para a articulação e elaboração de atividades complementares e de pesquisa envolvendo alunos e os espaços da unidade de ensino.

Entre os projetos vindouros que poderão usar as lições tiradas desta atividade podemos citar o Logislab (Laboratório Integrado de Aprendizado e Pesquisa de  Marketing e Logística), já aprovado na Fatec Indaiatuba  e o Laboratório de Comércio Exterior (em processo de aprovação), cujos desdobramento sugere-se serem analisados em outros projetos e artigos posteriores.

 Referencias

 Camara, M. M. C. , Utsumi M. C. (2001). “O uso e maquete no ensino de línguas”. In: Anais do XVIII Encontro Nacional de Professores do PROEPRE. v. único. p. 338-338.

Da Paz, M.A., Abegg, I. Alves Filho, P.J., Oliveira, B.L.V., (2006). “Modelos e modelizações no ensino: um estudo da cadeia alimentar”. Belo Horizonte: FAE, UFMG, Revista Ensaio, vol. 8,  n. 2.

Freire, P.(2005). “ Pedagogia do oprimido”. Rio de Janeiro: Paz e Terra.

Houaiss A, Villar M de S, Franco FM de. Dicionário Houaiss da língua portuguesa. Rio de Janeiro: Objetiva; 2001.

Lombardo, A.M. e Castro, M.F.J. (2007). “O uso de maquete como recurso didático”. Rio Claro-SP:IGCE/UNESP. Disponível em http://www.rc.unesp.br/igce/planejamento/publicacoes/TextosPDF/ArtigoMLombardo1.pdf, acesso em 17. Dez 2007.

Machado, R. e Ribeiro, B. (2010) “Estado terá mais trens de passageiros.” In: Jornal O Estado de São Paulo, edição de 17 mar. 2010.

Oliveira, S.M. (2010). “Maquete estrutural: Um instrumento para o ensino de estrutura em escolas de maquete”. IN: Congresso Latino Americano da Construção Métálica (Construmetal), 2006. Disponível em: http://www.construmetal.com.br/2006/arquivos/Maquetes%20Estruturais.pdf, acesso em 28 Abr 2010.

Ossada J. C. (2010). “GERSE: Guia de Elicitação de Requisitos para Sistemas Embarcados de Pequeno e Médio Porte”. Dissertação de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação – Universidade Metodista de Piracicaba – Piracicaba.

Santos, C. (2009). “Construção e o usos da maquete da baixada santista no ensino de geografia”. In: ENPEG 10º Encontro Nacional de Prática de Ensino em Geografia. 30 Ago. – 02 Set. 2009.

Toso JR., R. (2008). “Alguns aspectos da educação profissional, a alteridade e métodos: uma proposta, um pensamento.” Indaiatuba: Revista Reverte, Dez. 2008, n. 6.

ANEXO – Figuras

Artigo aprovado para a próxima edição da revista REVERTE – no prelo.

Imagens, nomes e citações são para fins exclusivamente didáticos e para ilustrar o que se apresenta aqui. Não use para fins comerciais ou para outro fim que não seja o educacional.

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