A Utilização da Modelagem Computacional Qualitativa no Estudo do Sistema Predador-Presa

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1. I

A investigação sobre a integração de tecnologias de comunicação e informação no contexto educacional tem sido o enfoque em vários estudos nos últimos anos tanto no âmbito nacional quanto internacional. Uma vertente de trabalho é a que investiga a integração da tecnologia da informática através de atividades de modelagem computacional no estudo de tópicos de ciências, e.g. Bliss & Ogborn [2]; Sampaio [16]; Santos [17]; Law [10]; Camileti & Ferracioli [4]; [5]. O presente artigo relata resultados de um estudo realizado com este enfoque e com estudantes universitários utilizando um Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo.

1.1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Modelos são análogos estruturais do mundo extremamente úteis no estudo de estruturas naturais, tais como, objetos, fenômenos ou sistemas do mundo real que não podem ser acessados diretamente. Neste contexto, modelar significa construir modelos dessas estruturas com o objetivo de

estudá-las sem a necessidade de estar em contato com eestudá-las. A modelagem pode ser realizada de diversas formas, sendo uma delas através da utilização de recursos computacionais e, com o avanço da tecnologia da informática, a modelagem computacional adquiriu rapidez e eficiência tanto em relação á construção e validação do modelo quanto em relação aos resultados obtidos por eles. Dessa forma, é possível realizar seguidas simulações com diferentes parâmetros permitindo estabelecer predições sobre o comportamento do sistema modelado e observar sua evolução temporal em um curto intervalo de tempo. Deste modo, a partir de softwares denominados ferramentas de modelagem computacional, a modelagem tem sido empregada na análise de riscos, planejamento de estratégias e tomadas de decisões nas mais variadas áreas desde a economia, previsão do tempo ou ciências ambientais [12]. No contexto educacional, as ferramentas de modelagem computacional têm sido denominadas de ambientes de modelagem computacional devido ao fato de, via de regra, existir uma proposta pedagógica subjacente à sua utilização onde o ambiente computacional é entendido como um ambiente de aprendizagem que permite a interação dinâmica entre estudantes e modelos.

Thiéberson Gomes

Universidade Federal de Espírito Santo Vitória-ES, Brasilthieberson@yahoo.com.br

Laércio Ferracioli

Universidade Federal de Espírito Santo Vitória-ES, Brasillaercio@modelab.ufes.br

Resumo: Este artigo apresenta resultados relacionados ao desenvolvimento

de atividades de modelagem expressiva com o Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker no estudo de um tópico em Ciências. O fenômeno abordado foi a dinâmica de populações de predadores e presas vivendo juntos e interagindo em um ambiente isolado. Para realizar este estudo foi desenvolvido um Curso de Extensão com estudantes universitários das áreas de ciência e tecnologia. Os resultados mostram que os estudantes foram capazes de construir modelos do sistema proposto e, também, mostram algumas habilidades e dificuldades apresentadas por eles no processo de construção do modelo neste ambiente de modelagem.

Palavras-Chave: modelagem computacional, modelagem qualitativa,

modelagem em Ciências

Abstract: This paper reports results concerning the development of expressive

modelling activities with the Computer Modelling Environment WorldMaker in the study of a topic in Science. The tackled phenomenon was the dynamics of populations of predators and preys living together and interacting in an isolated area. To carry on the study was developed a extension Course with university students from science and technology areas. Results show that students were able to build models about the proposed system and, also, show some abilities and difficulties presented by them in the model building process in this modelling environment.

Mellar e Bliss [11] classificam as atividades de modelagem de acordo com o tipo de interação entre estudantes e modelos. São elas:

• Atividades Exploratórias:

Estudantes exploram modelos de especialistas, que são modelos de sistemas propostos aceitos pela comunidade científica. Neste tipo de atividade o modelo não é modificado.

• Atividades Expressivas:

Estudantes constroem modelos a partir de suas próprias concepções. Neste tipo de atividade o estudante pode criar, testar e modificar o modelo construído.

Os ambientes de modelagem computacional podem ser classificados, de acordo com o raciocínio associado a eles, em quantitativos, semiquantitativos ou qualitativos. Dessa forma, pode-se definir:

• Ambientes de Modelagem Quantitativos

Ambientes que enfocam a relação entre variáveis e a manipulação de seus valores numéricos. São também denominados ferramentas modelagem matemática [4]; • Ambientes de Modelagem Semiquantitativos

Ambientes que enfocam a relação entre variáveis e suas tendências de variação [5];

• Ambientes de Modelagem Qualitativos

Nestes ambientes os modelos são criados sem a especificação de variáveis e quantidades, mas pela especificação dos seus constituintes básicos e das regras que determinam seus comportamentos [9].

Deste modo, cada ambiente de modelagem permite explorar um determinado modo de raciocínio, tipos específicos de sistemas e, além disso, diferentes pontos de vista. Este artigo relata resultados e perspectivas da utilização do Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker [13] no estudo de tópicos de Ciências.

1.2. O AMBIENTE WORLDMAKER

O Ambiente de Modelagem Qualitativo WorldMaker foi desenvolvido baseado na premissa de que as pessoas, inicialmente, constroem modelos do mundo ao seu redor identificando os objetos que o compõem e os eventos que ocorrem com estes objetos [14]. Dessa forma, o Ambiente WorldMaker permite a implementação, no computador, dos sistemas da natureza que podem ser representados através de objetos e regras de interação entre esses objetos.

O ambiente foi construído a partir da idéia dos Autômatos Celulares: estruturas constituídas de unidades básicas que interagem entre si de acordo com regras locais, mas que geram um comportamento global [7]. Cada unidade básica - célula - de um Autômato pode ter apenas um valor que pode mudar a cada iteração de acordo com valores de suas células vizinhas. O Jogo da Vida de von Neumman é um exemplo tradicional de Autômato Celular onde células podem possuir apenas um, de dois valores possíveis: vivo ou morto [15].

No entanto, o Ambiente WorldMaker possui algumas diferenças em relação aos Autômatos Celulares, sendo a principal delas que as células não possuem valores mas objetos. Para construir um modelo no WorldMaker é necessário especificar quais objetos serão usados para representar o sistema em questão. No WorldMaker, há dois tipos de objetos: Objetos e Objetos-Cenário. Os Objetos representam todos os elementos que podem se mover. Por outro lado, os Objetos-Cenário representam os locais onde os Objetos podem se mover. Como exemplo, considerando a situação onde coelhos estão sobre grama, tem-se que cada coelho é o Objeto e a grama é o local sobre o qual o coelho de movimenta, ou seja, ela é um Objeto-Cenário. Por definição, no WorldMaker, uma célula pode ser preenchida apenas por um Objeto e um Objeto-Cenário ao mesmo tempo. Dois elementos de mesmo tipo não podem ocupar a mesma célula ao mesmo tempo. Finalmente, após a especificação dos objetos, é necessário especificar os possíveis eventos que podem acontecer com eles e, com isso, especificar as regras que gerarão esses eventos. De posse dessas informações, o modelo pode ser construído e simulado. O Ambiente WorldMaker possui uma série de painéis que possuem funções específicas e seu layout é mostrado na Figura 01.

• Grade dos Mundos:

Local onde os objetos são dispostos para interagirem entre si. Possibilita a visualização do comportamento dos objetos e, também, do modelo como um todo; • Barra de Ferramentas de Arquivo:

Botões de trabalho com os arquivos dos mundos: Novo, Abrir, Salvar e Imprimir Mundo;

• Botões de Execução do Mundo:

Contém os botões Voltar, Parar, Avançar, Avançar um passo, Avançar rapidamente;

• Painéis dos Objetos e dos Objetos-Cenário: Local onde são inseridos os Objetos e Objetos-Cenário que representam o sistema a ser modelado; • Painel das Regras:

Local onde ficam listadas as regras de interação associadas a cada objeto do modelo. Neste painel existe um botão que quando pressionado abre a Janela de Edição de Regras, onde as regras podem ser criadas ou editadas, conforme mostra Figura 02.

O Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker permite construir modelos de forma icônica apenas utilizando o mouse. Dessa forma, é possível usá-lo em atividades de modelagem com adolescentes e crianças devido a sua versatilidade no processo de criação de modelos. Além disso, ambiente permite a construção de modelos relacionados ao conteúdo de Biologia, Química e Física. Porém, ao desenvolver uma atividade de modelagem deve-se sempre levar em conta três aspectos: as características do ambiente, o nível de escolaridade do estudante envolvido na atividade de modelagem e o sistema a ser modelado.

2. C

E

Como parte de um projeto que investiga a integração da tecnologia da informática no contexto educacional através de atividades de modelagem computacional no estudo de tópicos de ciências, este estudo foi desenvolvido com o objetivo de estudar a utilização do Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker em atividades de modelagem expressiva com estudantes universitários. Para executar este estudo, foi estruturado um Curso de Extensão com duração de 3 horas e dividido em 2 módulos:

• Primeiro Módulo (1 hora)

Introdução à Metáfora de Objetos e Eventos e ao Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker; • Segundo Módulo (2 horas)

Atividades de Modelagem expressivas utilizando o Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker.

Foram escolhidos dois sistemas para a realização do estudo: o primeiro associado ao fenômeno de expansão dos gases e o segundo ao fenômeno de dinâmica de população. A escolha destes sistemas foi baseada na diferença de complexidade entre eles como também a familiaridade dos estudantes com os mesmos. Este artigo relata resultados das atividades desenvolvidas com o segundo sistema que era caracterizado por uma floresta isolada com coelhos, raposas e grama somente. Nesse sistema, os coelhos se alimentam de grama e as raposas se alimentam dos coelhos. Dessa forma, os estudantes foram solicitados a construírem um modelo que representasse o comportamento de coelhos e raposas vivendo juntos em uma floresta isolada. Esse modelo deveria simular a dinâmica de população de duas espécies interagindo, onde uma espécie é a presa e a outra é o predador. Este sistema foi nomeado Predador-Presa.

2.1. PROCESSODE CONSTRUÇÃODO MODELO

O conjunto de procedimentos que levam o estudante a idealizar, construir, simular e analisar um modelo é denominado de

Processo de Construção do Modelo - PCM. Estes procedimentos

variam de acordo com o tipo de atividade e essencialmente de acordo com o tipo do ambiente de Modelagem utilizado. Portanto, este estudo adaptou o PCM utilizado por Camiletti e Ferracioli [5] que constituía de um conjunto de sete passos para construir um modelo em um ambiente de modelagem computacional semiquantitativo. No presente estudo, o PCM é constituído dos oito passos descritos a seguir:

1° Passo - Definir do sistema proposto; 2° Passo - Escolher do fenômeno de interesse; 3° Passo - Listar os elementos relevantes - objetos; 4° Passo - Classificar os objetos entre Objetos-Cenário

e Objetos;

5° Passo - Construir, no papel, o modelo através de regras

de interação entre os elementos;

6° Passo - Implementar as regras de interação no

Ambiente WorldMaker;

7° Passo - Simular o modelo construído; 8° Passo - Validar o modelo.

Dessa forma, no 3° Passo do PCM utilizado por Camilleti & Ferracioli [5] era solicitado a listagem das variáveis consideradas relevantes do sistema e no 4° Passo a construção do modelo no papel. No conjunto de passos utilizado no presente trabalho, após o 3° Passo foi necessária a inclusão um passo para a especificação da classe dos objetos listados - 4°Passo - antes da construção do modelo no papel solicitada no 5°Passo. Esta modificação foi introduzida apenas devido à diferença de estrutura entre os ambientes de modelagem utilizados nos dois trabalhos. Assim, os 5 primeiros passos do PCM têm o objetivo de levar o estudante a refletir sobre o fenômeno abordado preparando-o para a criação do modelo no ambiente de modelagem computacional. Dessa forma, a representação informática é entendida como o estágio final da representação de um fenômeno [6].

Foi fornecido aos estudantes, no primeiro módulo, um material instrucional que apresentava a metáfora de objetos e eventos e o Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker. O material instrucional fornecido no segundo módulo era composto de um texto-base sobre o sistema proposto e dos passos do Processo de Construção do Modelo. Cada passo possuía um quadro vazio para que os estudantes preenchessem com suas idéias. Os dois módulos foram filmados e os diálogos transcritos. Assim a base de dados para análise foi constituída dos diálogos entre os estudantes, das respostas escritas no material instrucional e dos modelos por eles construídos.

2.2. AMOSTRAGEM

A amostragem aleatória não foi possível e foram convidados doze estudantes para participar deste estudo. Eles eram estudantes dos cursos de Física e de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Espírito Santo, matriculados na disciplina de Física Experimental I. Os estudantes foram dispostos em seis

duplas e a coleta de dados ocorreu em encontros separados para cada uma delas. Os dados coletados são de natureza qualitativa e foi utilizada a técnica das redes sistêmicas [1] para sua análise.

3. A

D

Uma Rede Sistêmica permite analisar dados qualitativos através da categorização dos seus principais aspectos. Os elementos básicos de uma Rede Sistêmica são:

• Colchete ou [ : representa um conjunto de escolhas exclusivas;

• Chave ou { : representa uma série de escolhas que acontecem simultaneamente.

Estes elementos foram usados para construir a Rede Sistêmica com enfoque no Processo de Construção de Modelos realizado pelos estudantes utilizando o Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker.

3.1. A REDE SISTÊMICASOBREO PROCESSODE CONSTRUÇÃO DO MODELO

A Rede Sistêmica representa o comportamento dos estudantes através do Processo de Construção do Modelo em uma atividade de modelagem computacional expressiva onde os aspectos considerados na rede refletem o conjunto de comportamentos apresentados por todas as duplas. Porém, isso não significa, necessariamente, que todas as duplas apresentaram cada um destes aspectos. Assim, foi usado um recurso técnico da Rede Sistêmica representado pelo símbolo . Ele pode ser observado no colchete Dificuldades mostrado na Figura 04 e significa que alguma dupla apresentou mais de um dos aspectos do colchete e, ainda, que é necessário voltar e passar várias vezes até completar os aspectos relacionados à dupla [1].

Na análise dos dados o PCM foi dividido em dois aspectos gerais denominados Descrição, onde são descritos os aspectos relativos a “o que os estudantes fizeram” no processo de modelagem, e Análise, onde estão analisados os aspectos relativos a “como os estudantes interagiram”. Assim, a Figura 03 mostra a estrutura básica da rede que se inicia com uma Chave contendo esses dois sub-aspectos principais.

Figure 03: Rede Sistêmica para Análise de Dados

Como este artigo apresenta resultados relativos ao sub-aspecto Análise com foco específico nas Habilidades e Dificuldades dos estudantes em utilizar o ambiente WorldMaker, a Figura 04 mostra a parte da rede sistêmica relativa a esses aspectos e uma tabela anexa mostra dois tipos de informação relacionados ao Processo de Construção do Modelo: a leitura através de coluna fornece os aspectos apresentados por uma determinada dupla; a leitura através das linhas fornece as duplas que apresentaram um determinado aspecto. É importante recordar que uma rede deve ser lida da esquerda, onde estão os dados mais gerais, para a direita, pois é neste sentido que ocorre o

aumento do nível de detalhamento dos dados, até chegar nos dados brutos.

A próxima seção apresenta a discussão sobre as habilidades e dificuldades apresentadas pelos estudantes que participaram do estudo. Para exemplificar a leitura da análise da rede, pode-se descrever resumidamente os resultados da Dupla 04. As Habilidades apresentadas por esta dupla estavam relacionadas ao conteúdo em estudo, sugerir o comportamento do modelo antes de simulá-lo, entendimento sobre probabilidades, explicar o comportamento do modelo, analisar o comportamento do modelo e fazer modificações nas versões do modelo. As Dificuldades estavam relacionadas à construção do modelo tanto no papel quanto no ambiente de modelagem.

4. D

Os resultados relativos às Habilidades e Dificuldades apresentadas pelos estudantes no estudo são serão detalhados nas respostas a duas questões básicas de pesquisa.

4.1. QUAISASHABILIDADESDEMONSTRADASPELOSESTUDANTES DURANTE OPROCESSO DECONSTRUÇÃO DO MODELO NO PAPELENO AMBIENTEDE MODELAGEM COMPUTACIONAL

QUALITATIVO WORLDMAKER?

De acordo com a Rede Sistêmica da Figura 04, em relação ao conteúdo em estudo, foi observado que as Duplas 04 e 05 demonstraram possuir esta habilidade, pois conseguiram construir

os seus modelos de forma que apresentassem o comportamento esperado.

Em relação ao segundo aspecto do aspecto Habilidades, as Duplas 02 e 03 apresentaram a habilidade de fazer analogias com outros modelos. Isso foi observado quando os estudantes faziam referência a construção de modelos anteriores. Esta habilidade é importante, pois proporciona ao aluno fazer transposições entre sistemas da natureza que apresentam estruturas semelhantes. Nesta abordagem pode-se explorar modelos que possuam estruturas de regras semelhantes, mas que representem sistemas completamente distintos, tais como, a estrutura de regra que pode representar tanto a proliferação de um boato quanto de uma doença contagiosa [3].

Em relação ao entendimento de probabilidades, todas as duplas apresentaram esta habilidade, que pôde ser percebida de duas formas: quando os estudantes escreviam no painel as probabilidades das regras procurando observar se o modelo apresentaria o comportamento esperado por eles; através do discurso quando eles discutiam como seriam as probabilidades para cada regra. Esta habilidade pode ser bem explorada em trabalhos futuros utilizando modelos de sistemas que possuem uma característica dinâmica, tais como, o decaimento radioativo, a dinâmica de populações e reações químicas [10]. A habilidade de sugerir um comportamento para o modelo antes da simulação foi observada na análise de cinco duplas, apenas a Dupla 03 não apresentou esta habilidade.

Todas as duplas foram capazes de explicar o comportamento do modelo em nível qualitativo. As explicações em nível semiquantitativo foram percebidas apenas na análise das Duplas 02, 04 e 06. Na grade dos mundos os estudantes observaram que quando uma ocupação de coelhos se tornava menor a área ocupada pelas raposas também diminuía, ocasionando um aumento à população de coelhos na simulação. Durante o desenvolvimento da atividade foram observados alguns excertos relacionados a este comportamento do modelo, tais como, “os coelhos estão diminuindo”, a “grama está sumindo” e “as raposas estão aumentando a quantidade e vão matar todos os coelhos”. Estes excertos parecem mostrar que os estudantes são capazes de perceber a relação entre as populações dos objetos relacionados ao modelo. Com isso, eles introduzem o conceito de variável ao especificar o termo quantidade para os coelhos e as raposas. Assim, estes resultados parecem corroborar a argumentação de Ogborn [14] de que a modelagem pode levar os estudantes a adquirirem conceitos sobre variáveis e relações sem a utilização direta da matemática.’

Aliada a habilidade anterior, essas mesmas duplas e a Dupla 3 apresentaram a habilidade de analisar o comportamento de objetos diferentes mostrando que o ambiente de modelagem permite aos estudantes mapear o comportamento dos objetos quando estão isolados na Grade dos Mundos ou quando estão interagindo com objetos diferentes na mesma. Isso pode levá-los a traçar paralelos entre o comportamento de cada objeto tanto em uma perspectiva local quanto global e, assim, tirar conclusões sobre o modelo como um todo. Esta habilidade foi observada por Law [10] quando trabalhou com grupos de estudantes interagindo com um modelo do sistema Predador-Presa.

Em relação às modificações na versão do modelo construído, estas foram realizadas inserindo e editando objetos e inserindo, removendo e editando regras. A habilidade de alterar a versão dos modelos relata se as duplas, a partir da análise do comportamento do modelo, alteravam-no quando o comportamento não era o esperado. De acordo com a rede, excetuando as Duplas 02 e 03, as demais realizaram modificações. A Dupla 02 não realizou modificações alegando que “não temos idéia de como fazer nem do que é necessário fazer”. Em relação à Dupla 03, os estudantes analisaram o modelo sem simular e consideraram que ele estava correto. Ao terminarem a atividade simularam o modelo e perceberam que este não se comportava como o esperado, mas não se interessaram a fazer modificações. A partir da análise dos dados das Duplas 02 e 03, é possível inferir que os motivos pelos quais as duplas não modificaram seus modelos poderiam não estar relacionados diretamente ao ambiente de modelagem, mas sim à suas próprias idéias de como o modelo funcionava ou mesmo a sua disposição em se engajar nas atividades de modelagem.

Apesar de não constarem na rede, por motivos específicos, foi observado que duas duplas apresentaram a habilidade de adaptar as regras do papel no ambiente de

modelagem de uma forma criativa. A Dupla 07 sugeriu que: “para reprodução das raposas finge que uma raposa são duas raposas, e de uma nasce mais uma”; e a Dupla 08 sugeriu que: “imagina que a raposa já está grávida”. Estas duplas construíram as regras de reprodução de raposa e de coelho com considerável rapidez depois de terem apresentado estes argumentos. Este fato aponta para a possibilidade de se investigar a hipótese de que o incentivo a criatividade pode ser uma estratégia importante em atividades de modelagem utilizando o Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo Worldmaker em atividades de modelagem expressiva.

4.2. QUAISASDIFICULDADESAPRESENTADASPELOSESTUDANTES DURANTEO PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DO MODELO NO

PAPELENO AMBIENTEDE MODELAGEM COMPUTACIONAL

QUALITATIVO WORLDMAKER?

A análise mostra que, para alguns estudantes, a construção do modelo inicialmente no papel não influenciou a construção do mesmo no ambiente, pois as Duplas 04 e 05 apresentaram várias dificuldades na construção do modelo no papel, mas construíram modelos que apresentaram o comportamento esperado no ambiente de modelagem. Isso leva a crer que o material instrucional deve ser ajustado para levar os estudantes a refletirem melhor sobre o sistema a ser modelado, principalmente na construção do modelo no papel. Dessa forma, o estudante seria solicitado a expressar suas idéias sobre o sistema e, assim, poderia compará-las com os resultados mostrados pela simulação. Assim, atividades de modelagem que utilizem Ambiente WorldMaker no contexto de estudo de tópicos de Ciências, devem levar os estudantes a se engajarem na perspectiva de aprendizagem promovendo uma visão crítica dos modelos construídos e não simplesmente na tarefa de “modelar por modelar”.

As dificuldades apresentadas pelos estudantes estavam relacionadas á Criação de regras. De acordo com a Rede Sistêmica, excetuando as Duplas 04 e 05, as demais apresentaram dificuldades em relação à transposição das regras do papel para o ambiente. Esta dificuldade pode estar relacionada à Janela de Edição de Regras do ambiente de modelagem, uma vez que o maior número de dificuldades foi observado durante o trabalho dos estudantes com esta janela. As dificuldades dos estudantes para completar os passos de Janela de Edição de Regra podem indicar que eles não haviam assimilado, claramente, como executar esses passos para a estruturação da regra que queriam criar. A dificuldade do Passo 1 foi estabelecer a condição inicial, pois os estudantes não tinham domínio em como proceder. No Passo 2 dificuldade estava relacionada ao idioma do ambiente pois os estudantes não conseguiam entender o significado das frases listadas e assim saber qual delas expressa o que eles desejavam. No Passo 3, foram observadas duas dificuldades:

• estabelecer o efeito da mudança: como no Passo 1, os estudantes não sabiam claramente o procedimento correto;

• compreender os significados dos ícones: algumas regras eram especificadas pela escolha de uma imagem que representasse o efeito desejado, porém, muitas vezes a imagem não traduzia claramente o seu significado.

A primeira dificuldade deste passo levou algumas duplas a desistirem da construção de algumas regras e a segunda fez com que algumas duplas criassem regras não relacionadas ao modelo.

Destes resultados é possível concluir que as dificuldades apresentadas pelos estudantes estavam relacionadas com a construção do modelo tanto no papel quanto no Ambiente WorldMaker. Em relação à construção de modelos no papel, percebe-se que é necessário realizar modificações no segundo módulo do material instrucional de forma que este leve os estudantes a seguir uma linha de raciocínio que permita uma reflexão sobre o sistema proposto, antes de iniciar a construção do modelo no Ambiente Worldmaker. Em relação a esse ambiente de modelagem, foi observado que as dificuldades estavam relacionadas, basicamente, à Janela de Edição de Regras. Isso pode indicar a necessidade de desenvolvimento de uma nova estrutura de construção de regras que seja mais amigável. Estas modificações são importantes na construção de um Ambiente de Modelagem Qualitativo que não seja um obstáculo para a execução de atividades de modelagem expressiva pelos estudantes.

5. C

F

T

F

O objetivo deste artigo foi apresentar resultados sobre a utilização do Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo WorldMaker no estudo do sistema Predador-Presa, apontando as Habilidades e as Dificuldades apresentadas pelos estudantes durante a atividade de modelagem expressiva. Os resultados mostraram que os estudantes puderam construir modelos sobre o conteúdo proposto utilizando a metáfora dos objetos e eventos neste ambiente de modelagem. Entre as principais habilidades apresentadas pelos estudantes está a previsão do comportamento do modelo antes da simulação e sua modificação a partir da detecção de suas falhas.

Embora, todos os estudantes tenham conseguido construir um modelo sobre o sistema proposto, os resultados também indicaram algumas dificuldades apresentadas por eles tanto em relação à metáfora de objetos e eventos quanto em relação à suas interações com o Ambiente WorldMaker. Esses resultados apontam para a necessidade de implementação de projeto de desenvolvimento de ambientes de modelagem computacional qualitativos adequados às atividades de modelagem expressiva. Entre as possíveis mudanças, aquelas que este estudo aponta como principais são implementar a melhoria do layout do ambiente, desenvolver uma versão multi-idioma e alterar a estrutura da Janela de Edição de Regras. Cada uma destas modificações deve ser

realizada levando em conta a redução da carga cognitiva do estudante ao interagir com o ambiente de modelagem computacional, concentrando seus esforços apenas na atividade de modelagem.

Do ponto de vista da modelagem, sugere-se que atividades futuras incluam a repetição dos passos para a construção do modelo no papel após a finalização da atividade. Isso possibilitaria a verificação de evoluções conceituais nos argumentos de estudantes.

Durante as atividades de modelagem, a Dupla 01 perguntou se haveria uma forma de incluir o parâmetro tempo na definição de regra. Ogborn [14], aborda este tema afirmando que a possibilidade de adicionar este parâmetro no Ambiente WorldMaker pode ser adequando para a modelagem de alguns sistemas. O autor exemplifica a associação de um tempo de vida para o objeto coelho: isso poderia levar o coelho a ter uma morte natural mesmo que a grade esteja cheia de grama. Dessa forma, a associação de um tempo de vida para os objetos do modelo poderia ser mais um aspecto a ser implementado e testado no desenvolvimento de um ambiente de modelagem computacional qualitativo.

Finalmente, o estudo mostrou que é possível utilizar um ambiente de modelagem computacional qualitativo para realizar atividades de modelagem expressivas, permitindo aos estudantes compararem suas próprias idéias sobre o sistema com os resultados obtidos através da simulação do modelo. Este estudo mostrou, ainda, alguns aspectos do ambiente de modelagem Worldmaker que prejudicaram aos estudantes executarem a atividade de modelagem. Assim, baseado neste estudo é possível desenvolver um ambiente de modelagem qualitativo mais adequado às atividades de modelagem expressiva.

R

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