UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA LEONARDO ROMÃO PEREIRA
PACMATE:
OBJETO DE APRENDIZAGEM EM TECNOLOGIA MÓVEL
Palhoça 2011
LEONARDO ROMÃO PEREIRA
PACMATE:
OBJETO DE APRENDIZAGEM EM TECNOLOGIA MÓVEL
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Sistemas de Informação da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Sistemas de Informação.
Orientador: Prof. Vera Rejane N. Schuhmacher, MEng.
Palhoça 2011
LEONARDO ROMÃO PEREIRA
PACMATE:
OBJETO DE APRENDIZAGEM EM TECNOLOGIA MÓVEL
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Bacharel em Sistemas de Informação e aprovado em sua forma final pelo Curso de Graduação em Sistemas de Informação da Universidade do Sul de Santa Catarina.
Palhoça, 25 de Novembro de 2011.
______________________________________________________ Professor e orientador Vera Rejane N. Schuhmacher, MEng.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Prof. Saulo Popov Zambiasi, Msc.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Prof. Ivo Zimmermann, Msc.
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Prof. Orlando da Silva Filho, Msc.
Dedico,
à aqueles que de alguma forma se dispõem a ajudar o próximo, com a intenção de promover o crescimento pessoal e profissional do mesmo.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, pelo dom da vida e a graça de nela alcançar os meus objetivos. Por me dar saúde para realizar meus sonhos, o desejo e o prazer para dar sequência na vida sob a sua especial proteção.
Aos meus pais, Antônio de Pádua Pereira e Sônia Regina Romão Pereira, e também aos meus irmãos, pela educação que me deram e por participarem efetivamente nessa conquista, sempre contribuindo de alguma maneira e dando força para que eu jamais desistisse. Por sempre me ensinarem e incentivarem a buscar o que há de mais valioso, o conhecimento e a educação.
A professora Vera R. N. Schuhmacher, que me orientou neste trabalho, pelas contribuições, apoio, incentivos e principalmente por ter acreditado na ideia e sucesso deste projeto.
Aos familiares e amigos que de alguma forma contribuíram no desenvolvimento e conclusão deste projeto. Aqueles que me acompanharam ao longo desta trajetória e por compreenderem os momentos em que estive ausente.
Por fim, agradeço aos colegas que conheci durante o período acadêmico pela companhia, pelos momentos difíceis, pelos momentos de alegria e por compartilharem seus conhecimentos. Registro também o agradecimento a todos os professores que sempre estavam dispostos a compartilhar seus conhecimentos e, sobretudo, suas experiências e que certamente contribuíram grandemente para minha formação pessoal e profissional.
“Diga-me e eu esquecerei. Mostre-me e eu lembrarei. Envolva-me e eu aprenderei.” (BENJAMIN FRANKLIN).
“Não limitemos nossos filhos ao que aprendemos, pois eles nasceram em outra época.” (Provérbio hebreu, apud RAMOS et al, 2006).
RESUMO
O acentuado crescimento tecnológico e o alto consumo de smartphones popularizam seu uso em um público cada vez mais jovem. Esses aparelhos, que muitas vezes são marginalizados no ambiente escolar e acadêmico, são na verdade potentes ferramentas para auxiliar o processo de ensino. O objetivo deste projeto foi o desenvolvimento de um objeto de aprendizagem para dispositivos móveis, como apoio para o processo de ensino de aritmética. O objeto foi desenvolvido para a plataforma Android. Para o desenvolvimento foi realizado um levantamento e definição dos requisitos e a modelagem do objeto a ser criado, além da criação do mapa conceitual para representar a relação entre os conceitos explorados no objeto de aprendizagem. O aplicativo foi desenvolvido baseando-se no clássico jogo chamado Pac-Man. A linguagem de programação Java foi utilizada para o desenvolvimento do jogo. O jogo passou ainda por um processo de validação junto ao público alvo proposto sendo considerados adequados para os seus propósitos.
Palavras-chave: Dispositivos móveis. Objeto de aprendizagem. Matemática. Aritmética. Lúdico.
ABSTRACT
The high growth of technology and the high consumption of smartphones popularizes its use in many younger people. These devices which are many times marginalized in the school and academic environment are indeed powerful tools to aid the teaching process. The aim of this project was to develop a learning object for mobile devices us a support of teaching arithmetic. The object was developed for the Android platform. For the development was carried out a survey, definition of requirements and modeling the object to be created, the creation of concept map to represent the relationship between the concepts explored in the learning object. The device was developed based on the classic game called Pac-Man. The Java programming language was used for the development of the game. The game went through a validation process with the target people proposed considering appropriate to its purposes.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Tela Ilustrativa do Objeto de Aprendizagem “Trigonometria na ponte”. ... 30
Figura 2 – Telas Ilustrativas do Objeto de Aprendizagem “Ábaco”. ... 31
Figura 3 – Funcionalidades de dispositivos móveis (tradução nossa). ... 37
Figura 4 – Exemplo de Tablet: Motorola Xoom. ... 39
Figura 5 – Exemplo de Smartphone: Motorola Defy. ... 39
Figura 6 – T-Mobile G. ... 41
Figura 7 – JVM (Java Virtual Machine) ... 44
Figura 8 – Etapas de um programa Java. ... 45
Figura 9 – Arquitetura Android. ... 47
Figura 10 – Proposta de Solução. ... 52
Figura 11 – Mapa conceitual do objeto de aprendizagem desenvolvido. ... 54
Figura 13 – Diagrama de Atividades. ... 63
Figura 12 – Diagrama de Classes. ... 65
Figura 14 – Pac-Man versão Google ... 68
Figura 15 – Jogo da Memória de Matemática. ... 69
Figura 16 – Tela do jogo Math Man. ... 70
Figura 17 – Esboço do cenário para o objeto de aprendizagem. ... 71
Figura 18 – Tecnologias e softwares utilizados. ... 72
Figura 19 – Diagramas de componentes da JDK. ... 73
Figura 20 – Emulador Android. ... 75
Figura 21 – Teste de colisão. ... 79
Figura 22 – Cenário: Labirinto. ... 80
Figura 23 – Cenário: Pastilhas. ... 80
Figura 24 – Cenário: Equação. ... 81
Figura 25 – Cenário: Fantasmas. ... 82
Figura 26 – Cenário completo do jogo. ... 83
Figura 27 – Tela inicial. ... 86
Figura 28 – Tela do menu principal... 87
Figura 29 – Cenário do jogo. ... 88
Figura 30 – Preferências do jogador. ... 89
Figura 31 – Seleção do nível de dificuldade do jogo. ... 89
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Distribuição das versões da plataforma Android. ... 42 Gráfico 2 – Distribuição histórica das versões da plataforma Android. ... 42
LISTA DE TABELAS
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – LOM: Learning Object Metadata ... 34 Quadro 2 – Requisitos Funcionais do Objeto de Aprendizagem... 59 Quadro 3 – Requisitos Não-Funcionais do Objeto de Aprendizagem... 61
LISTA DE ABREVITURAS E SIGLAS
ADT Android Development Tools
ANATEL Agência Nacional de Telecomunicações IDE Integrated Development Environment
IEEE Institute of Eletrical and Eletronics Engineers
IMS Instructional Management Systems
JDK Java Development Kit JRE Java Runtime Environment JVM Java Virtual Machine LOM Learning Object Metadata
OA Objetos de Aprendizagem
PISA Programme for International Student Assessment
SDK Software Development Kit
SMS Short Message Service
SO Sistema Operacional
1 INTRODUÇÃO ... 18 1.1 PROBLEMA ... 19 1.2 OBJETIVOS ... 20 1.2.1 Objetivo Geral ... 21 1.2.2 Objetivos Específicos... 21 1.3 JUSTIFICATIVA ... 22 1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ... 22 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 24 2.1 EDUCAÇÃO ... 24 2.2 ENSINO ... 25 2.2.1 Ensino-Aprendizagem ... 26 2.3 TECNOLOGIA NA EDUCAÇÃO ... 26 2.4 OBJETOS DE APRENDIZAGEM ... 29
2.4.1 Catalogação de Objetos de Aprendizagem ... 33
2.4.2 A ludicidade no objeto de aprendizagem ... 35
2.5 TECNOLOGIA MÓVEL ... 36
2.5.1 Android ... 40
2.5.1.1 Java ... 43
2.5.1.2 Máquina Virtual Dalvik ... 46
2.5.1.3 Arquitetura ... 47
2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS DO CAPÍTULO ... 48
3 MÉTODO ... 49
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO TIPO DE PESQUISA ... 49
3.2 ETAPAS METODOLÓGICAS ... 50
3.3 PROPOSTA DE SOLUÇÃO ... 51
3.4 DELIMITAÇÕES ... 52
4 MAPA CONCEITUAL... 53
4.1 O ENSINO DA MATEMÁTICA ... 54
4.1.1 O conjunto dos números ... 55
4.1.2 A Aritmética... 56
4.1.2.3 Multiplicação ... 57
4.1.2.4 Divisão ... 58
4.2 MODELAGEM DO OBJETO DE APRENDIZAGEM ... 58
4.2.1 Especificação de Requisitos de Software ... 59
4.2.1.1 Requisitos Funcionais ... 59
4.2.1.2 Requisitos Não-Funcionais ... 61
4.2.2 Diagrama de Atividades... 62
4.2.3 Diagrama de Classes ... 64
4.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS DO CAPÍTULO ... 66
5 DESENVOLVIMENTO DE PROPOSTA ... 67 5.1 DEFINIÇÃO DO DESIGN ... 68 5.2 TECNOLOGIAS UTILIZADAS ... 71 5.2.1 Java ... 72 5.2.2 Eclipse ... 73 5.2.3 SDK Android ... 74 5.2.4 ADT Android ... 75 5.2.5 AndEngine ... 76 5.2.6 SQLite ... 77 5.2.7 Adobe Photoshop ... 78 5.3 HISTÓRICO DO DESENVOLVIMENTO ... 78 5.3.1 Versões do Jogo ... 78 5.3.2 Problemas e desafios ... 83 5.3.3 Soluções ... 84 5.3.4 Definição de camadas ... 85
5.3.5 Criação dos personagens e elementos do jogo ... 85
5.4 VERSÃO FINAL E APRESENTAÇÃO DO OBJETO DE APRENDIZAGEM ... 86
5.4.1 Tela Inicial ... 86 5.4.2 Menu Principal ... 87 5.4.3 Cenário do jogo... 87 5.4.4 Preferências do jogador ... 88 5.4.5 Lista de recordes... 90 5.4.6 Tela de instruções ... 91 5.5 VALIDAÇÃO ... 92
6 CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS ... 94
REFERÊNCIAS ... 96
APÊNDICES ... 101
1 INTRODUÇÃO
As tecnologias estão cada vez mais inseridas na vida das pessoas e inundam o seu cotidiano, isso é fato. Hoje é difícil imaginar uma sociedade sem esses tantos aparelhos recheados de informações, recursos e funcionalidades. Notebooks, netbooks, celulares,
smartphones, tablets, entre outros, são objetos comumente encontrados nas salas de aula das
escolas e universidades.
Para uma geração que já nasceu submersa na tecnologia, fazer o uso dos recursos disponíveis pode ser mais produtivo e eficiente, uma vez que, produzindo mídias, essas poderão ser facilmente compartilhadas no meio virtual. Embora o uso inadequado possa prejudicar o rendimento dos alunos, esses equipamentos, quando utilizados com objetivos específicos e bem definidos, são capazes de promover a interação e auxiliar no processo de ensino-aprendizagem, é o que aponta Machado (2010) que, ainda, afirma que esses dispositivos podem ser incluídos em projetos educacionais. Muito se fala que a tecnologia afasta as pessoas, pelo contrário, os meios acabam as envolvendo quando despertam o interesse e proporcionam o conhecimento. Moran (2007, p.9) justifica que “conectados multiplicam intensamente o número de possibilidades de pesquisa, de comunicação on-line, aprendizagem, compras, pagamentos e outros serviços”. É função da escola, educar e agregar valor ao uso desses aparelhos.
No Brasil, segundo registros da ANATEL - Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL, 2011), há cerca de 210,5 milhões de acessos móveis de aparelhos celulares 1, e estima-se que, em alguns países da África enquanto menos de 20% da população possui computador, mais de 80% possui um aparelho de celular, então, utilizar desse meio e inseri-lo no plano de aula é uma forma inteligente de promover a mobilidade na educação e atrair os alunos para os estudos. Numa sociedade em que o celular está presente em praticamente todas as classes sociais, o uso desse aparelho dificilmente provocará algum tipo de exclusão social ou digital.
Há diversas possibilidades de aliar a tecnologia à educação, mas para isso é necessário que o professor possua o conhecimento e o domínio do meio utilizado, além de criatividade para desenvolver atividades e entretenimentos para os alunos. A ideia é incorporar as tecnologias digitais, principalmente as móveis, para promover a mobilidade na
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educação, por meio de aplicativos específicos e recursos disponíveis. Como já se ultrapassou a era da informação e hoje se vive a era do conhecimento, o objetivo é tirar proveito dos milhares de celulares dos alunos e inserí-los no plano de aula, a fim de compartilhar experiências, transformar o conhecimento em valor e estimular o interesse no conteúdo abordado, fazendo com que o processo de ensino-aprendizagem seja algo agradável para o aluno, bem como para o educador.
A mobilidade e a interatividade produzidas com a inserção de dispositivos móveis no ambiente escolar farão com que o aluno compreenda que o celular é mais que um telefone móvel, que o uso de aplicativos específicos enriquecerá essa ferramenta e otimizará a distribuição do conhecimento. Aplicações para celulares voltadas à educação devem ser limitadas, tanto no tema quanto nos recursos utilizados. O aplicativo deve ser específico, dessa forma, menos (recursos) representam mais (possibilidades), pois a limitação valorizará o seu uso, uma vez que será utilizado e aplicado para o que realmente foi projetado.
Enfim, o celular é uma ótima ferramenta para complementar as atividades escolares do estudante, e será explorado para promover a mobilidade educacional, a distribuição do conhecimento, desenvolvimento de habilidades e, sobretudo, a interação do aluno no processo de formação.
1.1 PROBLEMA
Nos últimos séculos, a educação vem sendo repensada por estudiosos que procuram por meio de novos modelos e técnicas melhorar o processo de ensino aprendizagem. A escola absorve da sociedade suas mudanças, promovendo uma educação que tende a desenvolver o indivíduo que a própria sociedade espera. Pois, de acordo com Moran (2007, p.8), “a sociedade evolui mais do que a escola e, sem mudanças profundas, consistentes e constantes, não avançaremos rapidamente como nação”. Almeida (2001, apud BRASIL, 2007, p.39) ainda afirma que “diante do atual contexto escolar brasileiro, os educadores necessitam de alternativas pedagógicas que auxiliem o processo de ensino/ aprendizagem de forma mais eficiente”. Assim, fica claro, que a sociedade necessita de ferramentas que agreguem valor ao processo de ensino, de modo que os conteúdos sejam facilmente absorvidos pelos alunos.
Nos últimos anos, as tecnologias de comunicação e de informação vêm fazendo com que se repense diferentes aspectos da relação sala de aula aluno professor. Muita informação e muita tecnologia vêm sendo disponibilizada diariamente, porém, segundo Lima (2000, p. 13), já não existe tempo hábil para que possamos esperar que o ambiente social possa “digerir” o novo e “acomodar” a tecnologia e o conhecimento que chegam à sociedade, fazendo do tempo um elemento amortecedor da mudança.
Os dispositivos tecnológicos estão invadindo as salas de aulas, contudo os seus recursos são pouco explorados. Às vezes, um kit multimídia com computador e data show não estão disponíveis, mas quase todo aluno possui um celular.
O aluno traz a tecnologia para a sala de aula, mas quase nada temos que permita seu uso para educação. As tentativas de oferta de objetos de aprendizagem para dispositivos móveis são tímidas. Entende-se por objetos de aprendizagem qualquer recurso, digital ou não, que possa apoiar o processo de aprendizagem. Os desenvolvimentos desses recursos quase não incorporam aspectos relacionados ao cotidiano do aluno.
Objetos de aprendizagem móveis podem auxiliar o processo cognitivo, promovendo o conhecimento, até mesmo, em um ambiente extraclasse, de maneira involuntária ou imperceptível. Lima (2000, p. 64) afirma que somos bombardeados por uma gama de informações de diferentes origens e de diferentes graus de integridade estrutural, isso torna os conteúdos voláteis e só permanecerão aqueles para os quais o indivíduo tenha desenvolvido estratégias especiais de absorção.
Seria possível, então, o desenvolvimento de um jogo que estimule a prática de atividades aritméticas de forma lúdica por meio do uso de dispositivos móveis?
1.2 OBJETIVOS
Os objetivos deste trabalho definem o foco e os resultados a serem alcançados com este projeto.
1.2.1 Objetivo Geral
O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de um objeto de aprendizagem para dispositivos móveis.
1.2.2 Objetivos Específicos
São objetivos específicos do projeto:
possibilitar a compreensão por parte do aluno, que fará uso do objeto de aprendizagem, das tecnologias móveis disponíveis no mercado;
pretende-se apoiar o uso de tecnologia digital na educação por meio do objeto desenvolvido;
proporcionar a sustentação da didática baseada na utilização de dispositivos móveis;
desenvolver a distribuição do conhecimento por meio da partilha de experiência com o apoio da tecnologia digital;
incentivar o uso de tecnologias móveis no processo de ensino-aprendizagem;
apoiar o ensino da Matemática, em especial da Aritmética, por meio de um aplicativo para dispositivos móveis.
Promover a prática dos conceitos aritméticos por meio de uma aplicação desenvolvida para dispositivos móveis que utilizam a plataforma Android é o resultado a ser alcançado por este trabalho.
1.3 JUSTIFICATIVA
“A simultaneidade dos fenômenos e a intensificação das mudanças nos colocam dentro de um vertex no qual a evolução linear se transformou em re-evolução contínua.” (LIMA, 2000, p. 11). Com o advento das tecnologias, estamos em constante mudança, seja ela cultural, social, científica ou pessoal. Re-evolução, pois, hoje, a mudança acontece por meio de milhares de eventos que geralmente acontecem paralelamente, ou seja, mal se adquire um conhecimento e já é necessário passar por um novo processo cognitivo, em que a única certeza que temos é a incerteza.
É uma necessidade da sociedade a utilização de recursos que auxiliem o processo de ensino e aprendizagem, de modo em que o aluno seja o principal foco da educação, e que seja ele o construtor de novos conhecimentos. O aluno deve possuir um ambiente que lhe permita explorar, pesquisar, descrever, refletir e depurar suas ideias. (BRASIL, 2007, p.39).
O desenvolvimento de um objeto de aprendizagem ligado a um dispositivo móvel, como o celular, cumpre duas funções, a primeira de disponibilizar o objeto em um recurso tecnológico acessível aos alunos de forma pessoal, a segunda função está ligada ao fato de explorar a vivência cotidiana do estudante e de seu meio do qual o celular faz parte integrado ao seu dia a dia.
1.4 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA
Para apresentar o uso da tecnologia na educação por meio de dispositivos móveis, o presente trabalho será dividido em seis seções: introdução; revisão bibliográfica; método científico; mapa conceitual e modelagem; tecnologias e desenvolvimentos; conclusões e trabalhos futuros.
Na primeira seção, encontra-se uma visão geral do projeto, o problema a ser resolvido, os objetivos, bem como, a justificativa do trabalho.
Na segunda seção, é apresentada, com embasamento teórico, a situação atual do problema, buscando identificar os principais elementos e temas envolvidos na elaboração deste trabalho. A revisão bibliográfica sustenta o desenvolvimento deste projeto.
São apresentados também, na terceira e quarta seção, os métodos utilizados para o desenvolvimento do projeto e como o mesmo foi modelado para atingir o objetivo. A terceira seção aborda a metodologia científica, já a quarta seção apresenta a metodologia e modelagem educacional, em que foi criado e desenvolvido o mapa conceitual que, por sua vez, serviu de base para o desenvolvimento do objeto de aprendizagem.
As tecnologias envolvidas e a parte técnica do trabalho são apresentadas na quinta seção. Esse capítulo aborda a solução do problema e como o objeto do trabalho foi desenvolvido. Apresenta também as tecnologias utilizadas, os problemas e desafios encontrados e, a solução para o desenvolvimento do objeto de aprendizagem.
E, por fim, o trabalho é concluído com as considerações finais identificando os objetivos e resultados alcançados, o resultado pessoal e as perspectivas de trabalhos futuros.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A fundamentação bibliográfica norteia os temas de interesse deste projeto, com foco principal para os conceitos na área de educação e tecnologias afins. Tem por objetivo evidenciar e esclarecer o enredo do projeto.
2.1 EDUCAÇÃO
Antes de apontar tecnologias, tendências e recursos, faz-se necessário compreender os termos e temas que serão frequentemente tratados no decorrer do trabalho. O termo educação apresenta dificuldades de definição apesar da sua simplicidade e fácil utilização, é o que revela Cirigliano (1962, apud TORRES, 2004). “Era tão simples o todo, quão complexas parecem as suas partes. Era tão fácil a palavra, como é difícil descobrir o seu conteúdo”. (CIRIGLIANO, 1962, p. 15, apud TORRES, op. cit., p. 38).
Apoiado em Piletti (1997) e Moran (2007), é possível afirmar que a educação está condicionada a valores e a situações de cada sociedade, ou seja, não há forma única nem um único modelo de educação. O primeiro define que “cada país, cada sociedade tem realidades e valores diferentes e, por isso, tem uma concepção diferente de educação”. O segundo afirma o seguinte:
A educação é como um caleidoscópio. Podemos enxergar diferentes realidades; podemos escolher mais de uma perspectiva de análise e cada uma terá sua lógica, seu fundamento, sua defesa, porque projetamos na educação nosso olhar parcial, nossas escolhas, nossa experiência. (MORAN, op. cit., p.13).
Como a educação é um processo que envolve toda a sociedade, diante das tecnologias que essa mesma sociedade vem desenvolvendo, seja para o progresso ou para o bem estar e promoção da sua comunidade, por que não fazer o uso desses recursos para aprimorar o ensino? “[...] há muitos grupos de profissionais competentes e de alunos realizando experiências fantásticas, que a escola está mudando aos poucos com novos projetos e uso criativo de tecnologias [...]”. (MORAN, op. cit., p. 14).
A partir desse cenário mundial de constantes mudanças decorrentes da globalização da economia e das evoluções tecnológicas – em que o conhecimento é fundamental –, emerge um dos grandes desafios da educação: o acesso à educação permanente facilitado a todos os segmentos da sociedade.
Com ferramentas, para auxiliar o processo de educação, disponíveis em recursos móveis, esse desafio será facilmente superado, uma vez que a mobilidade permitirá o acesso ao conteúdo independente de data, hora ou local.
2.2 ENSINO
Pode-se afirmar que o processo de ensino e aprendizagem sempre fez parte da vida de todos os seres vivos, principalmente dos seres humanos. Ao longo dos anos, ensinar e aprender passou a ter mais importância, e o que antes era realizado de modo imperceptível, ganhou formalidades por meio das escolas, instituições, técnicas e objetos de aprendizagem. No entanto, o ensino é algo que ainda não atingiu o status de completa eficiência, pois é um processo de constante reflexão e mutação para atender as realidades da sociedade. “Não é só na sala de aula que se aprende ou que se ensina. Em casa, na rua, no trabalho, no lazer, em contato com os produtos de tecnologia ou em contato com a natureza, enfim, em todos os ambientes e situações podemos aprender e ensinar”. (PILETTI, 1997, p.26). Para aprender e ensinar em todos esses ambientes citados por Piletti, faz-se necessário ter uma atitude de constante abertura, questionar a realidade, ter um olhar científico perante as situações. “[...], é necessário ter uma atitude indagadora perante tudo o que se relaciona com a educação”. (Ibid., p. 27).
De acordo com Paulo Freire (2003, p.22, apud MORAN, 2007, p.43), “ensinar não é transferir conhecimento, mas criar as possibilidades para a sua produção ou sua construção”. Analisando, então, o comportamento do mundo atual e as influências das tecnologias de informação e de comunicação, pode-se visualizar que ensinar é compartilhar conhecimento, em que haverá sempre uma troca de informações e de experiências, de modo que os indivíduos envolvidos ensinam e aprendem simultaneamente. Paulo Freire (ibid., p.23, op. cit.) ainda complementa afirmando que ensinar é uma via de mão dupla, ou seja, “quem ensina aprende ao ensinar e quem aprende ensina ao aprender”.
2.2.1 Ensino-Aprendizagem
O ensino e a aprendizagem constituem um processo que vai além das definições dos verbos ensinar e aprender. Assim, não é possível tratar e trabalhar esses dois processos de forma isolada, pois um é consequência do outro. O principal objetivo do ensino é a aprendizagem. É nesse processo que o indivíduo irá adquirir novos conhecimento, novas informações, e, além disso, agregará novas maneiras de pensar e agir, formando novos valores.
A Análise do Comportamento pode contribuir para auxiliar no esclarecimento do que é o “processo ensinar-apren-der”. O primeiro aspecto a considerar é que as expressões “ensinar” e “aprender” são dois verbos que se referem, respectivamente, ao que faz um professor e ao que acontece com o aluno como decorrência desse fazer do professor. (KUBO; BOTOMÉ, 2001, p.5).
A aprendizagem é um processo bastante complexo, e o sucesso do mesmo depende principalmente de quem recebe o ensinamento, no caso da educação, depende do aluno. O professor é o agente, quem elabora a aprendizagem, porém, por ser um processo interativo, cabe ao aluno realizar uma análise crítica das informações, é o que afirma Piletti (1997, p.31):
[...] convém salientar que aprendizagem não é apenas um processo de aquisição de conhecimentos, conteúdos ou informações. As informações são importantes, mas precisam passar por um processo muito complexo, a fim de se tornarem significativas para a vida das pessoas. Todas as informações, todos os dados da experiência devem ser trabalhados, de maneira consciente e crítica, por quem os recebe.
Para Alves (2008), “o aprendido é aquilo que fica depois que o esquecimento fez o seu trabalho”. Segundo o autor, uma memória boa esquece aquilo que não faz sentido para a vida, podemos, assim, definir que o aluno aprenderá somente aquilo que julgar útil e essencial para seu dia a dia.
2.3 TECNOLOGIA NA EDUCAÇÃO
Ao passar dos anos, com o advento dos microcomputadores e a evolução tecnológica, alguns elementos desse meio passaram a fazer parte do ambiente educacional,
inicialmente no processo de gestão e na sequência no processo de ensino-aprendizagem. Inicialmente as TIC foram utilizadas como meio, apoio, alternativa de ensino, porém, com o avanço tecnológico e as necessidades educacionais, em algumas situações, tornaram-se instrumentos fundamentais para a mudança na educação.
Algumas etapas são essenciais para a implantação dos recursos tecnológicos nas instituições de ensino, pois é um processo que vai além da aquisição de microcomputadores e criação de um laboratório de informática. Primeiramente, faz-se necessário definir quais tecnologias são adequadas para o projeto de cada instituição. O próximo passo é adquirir os recursos e o conhecimento de cada ferramenta do ponto de vista gerencial e didático, obtendo assim um domínio técnico-pedagógico da tecnologia. A capacitação do corpo docente, funcionários e alunos é fundamental para tornar mais competente a utilização dos recursos disponíveis. (MORAN, 2007). Além de capacitar, é necessário que o profissional que faz parte do corpo docente mude o seu perfil, de modo que amplie suas competências para saber lidar com as transformações da ciência e tecnologia, em especial a informática e a telecomunicação, conhecidas como tecnologias do conhecimento. O professor deve procurar construir o conhecimento ao invés de apenas transmiti-los, assim, é possível atribuir a este profissional, novas tarefas e responsabilidades de um agente da mudança no sistema social. (BRASIL, 2007). Segundo Valente (1993, apud BRASIL, 2007, p.51), a “mudança da função do computador como meio educacional acontece justamente com um questionamento da função da escola e do papel do professor”.
Em algumas situações, pode acontecer de a tecnologia influenciar na modificação da instituição, na gestão do ensino-aprendizagem. Por exemplo, no ensino universitário é possível a realização de atividades à distância, porém, no ensino regular, isso esbarra na cultura escolar, secretarias de educação e nas expectativas tradicionais das famílias. (MORAN, 2007). “Não limitemos nossos filhos ao que aprendemos, pois eles nasceram em outra época.” (Provérbio hebreu, apud RAMOS et al., 2006, p.2). Vale lembrar que os recursos tecnológicos não provocarão uma mudança educacional, uma quebra de paradigma, pois esse ambiente continuará dependendo dos recursos humanos, uma vez que a educação envolve a sociedade como um todo, incluindo seus valores. Conforme descrito por Brunner (2001, p.7,7 apud RAMOS et al., 2006, p.5):
Não de deve cometer o erro de imaginar que a mudança educacional será guiada pelas novas tecnologias da informação e comunicação, por mais poderosas que sejam. A educação é muito mais que seus suportes tecnológicos: encarna um princípio formativo, é uma tarefa social e cultural que, sejam quais forem as transformações que experimente, continuará dependendo, antes de tudo, de seus componentes humanos, de seus ideais e valores.
Gravina e Santarosa (1999, p.2) ainda complementam:
[...] é necessário ser crítico e cuidadoso neste processo de uso da informática. A informática por si só não garante essa mudança, e muitas vezes engana pelo visual atrativo dos recursos tecnológicos que são oferecidos, os quais simplesmente reforçam as mesmas características do modelo de escola que privilegia a transmissão do conhecimento.
As escolas sempre estiveram ligadas a locais físicos e determinados, com o uso das tecnologias, principalmente a internet e os dispositivos móveis, surgiram novos ambientes e tempos no processo de ensino aprendizagem, isso amplia o que o aluno faz em sala de aula. Conectado o aluno pode praticar a aprender a qualquer hora e em qualquer lugar, isso exige que o professor gerencie esses espaços a fim de integrá-los, proporcionando uma aprendizagem inovadora. Haverá um tempo em que a sala de aula será apenas o ponto de partida para se iniciar e concluir um processo de ensino-aprendizagem. Moran (2007, p.89) conclui que “as tecnologias caminham para a convergência, a integração, a mobilidade e multifuncionalidade, isto é, para a realização de atividades diferentes num mesmo aparelho, em qualquer lugar, como acontece no telefone celular [...]”.
Estudar Matemática, na maioria das escolas, é considerado um desafio pelos estudantes. Enquanto alguns se destacam, muitos têm dificuldades para compreender assuntos e desenvolver o raciocínio necessário para a resolução dos problemas, à medida que esses vão ficando mais complexos e exigindo mais do estudante. Assim, o principal objetivo de incorporar as tecnologias de informação, nesse processo, é minimizar as dificuldades proporcionando o entendimento dos temas apresentados com ferramentas alternativas. Costa (2006) considera expressivo o empenho demonstrado para que os professores utilizem as novas mídias como ferramentas alternativas para o ensino da Matemática, embora sejam pouquíssimos os estudos brasileiros nessa linha. E a melhor maneira de desenvolver essa implantação é de forma colaborativa, em que a troca de experiências gera grandes resultados. “As práticas colaborativas têm-se mostrado eficientes no processo de incorporação das TIC no contexto do trabalho docente”. (PONTE, 2000; PENTEADO, 2000; ITACARAMBI, 2001; PONTE et al., 2003; apud COSTA, Ibid., p. 51.).
De acordo com os estudos realizados pelo Pisa (Programme for International
Student Assessment) que avaliou o desempenho dos estudantes em Matemática, Ciência e
Leitura, e sua relação com as TIC no que diz respeito à qualidade de sua utilização, os resultados obtidos são bastante significativos, embora seja necessária uma pesquisa mais aprofundada para evidenciá-los. Analisando os resultados, foi possível apontar, que
estudantes que fazem o uso de forma moderada das TIC, apresentaram melhor desempenho do que aqueles que utilizam os recursos tecnológicos por um período maior de tempo, o que comprova que é mais importante a qualidade do que a quantidade. A relação direta das tecnologias de informação e de comunicação com a Matemática aponta que os alunos, que nunca utilizaram esses recursos ou que não têm acesso em casa ou na escola, apresentaram um desempenho inferior aos demais. (BRASIL, 2007, p.49).
2.4 OBJETOS DE APRENDIZAGEM
De modo geral, podemos dizer que um dos maiores desafios dos professores é descobrir formas de transmitir o conhecimento, de forma que o aprendizado seja o melhor possível. Considerando os recursos existentes e disponíveis, ainda é difícil definir o que melhor se aplica para o ensino de determinado conteúdo. Diante dessa situação, surgiram os objetos de aprendizado ou objetos de aprendizagem como elementos motivadores ao ensino e aprendizagem.
Embora ainda não haja um conceito universalmente aceito, muitos autores defendem como objeto de aprendizagem (OA) qualquer recurso que possa ser reutilizado como apoio ao aprendizado. Filho e outros (2004, apud RAMOS et al., 2006, p.5) afirmam que os “Objetos de aprendizagem podem ser descritos como qualquer recurso utilizado para o apoio ao processo de aprendizagem”, já Sá e Machado (2004, apud RAMOS et al., 2006, p.5) concluem que são “recursos digitais, que podem ser usados, reutilizados e combinados com outros objetos para formar um ambiente de aprendizado rico e flexível”. Um pouco diferente desses autores, Beck (2002, p.1, in BETTIO e MARTINS, 2004, apud RAMOS et al., 2006) e Wiley (2002, apud OLIVEIRA, 2008) defendem como objetos de aprendizagem qualquer recurso que possa ser reutilizado no suporte ao ensino. Aqui percebemos que, enquanto uns afirmam que os objetos de aprendizagem são utilizados no suporte ao processo de aprendizagem, outros definem que o mesmo é utilizado no apoio ao processo de ensino. Conforme apresentado na seção 2.2 deste trabalho, ensino e aprendizagem possuem diferenças significativas, dessa forma, podemos definir que um objeto de aprendizagem é utilizado no suporte ao ensino quando o recurso for destinado a apenas apresentar uma informação, embora haja um objetivo educacional claro e definido. Agora, recursos que
apresentarem interatividade com o usuário/aluno, despertando a reflexão do conteúdo e, ainda, proporcionando a busca e a construção de novos conhecimentos, mesmo que de forma lúdica, podem ser considerados como objetos de aprendizagem de apoio ao aprendizado. (RAMOS et al., 2006). É o desenvolvimento desse tipo objeto o objetivo principal desse trabalho.
Dentre os recursos digitais, é possível citar, como exemplo de objeto de aprendizado: imagens, música, animações, jogos, aplicações web, aplicações móveis, etc. Muitas são as discussões a respeito dos objetos de aprendizagem, mas há um consenso de que eles podem ser desenvolvidos nas mais variadas mídias e nos mais variados formatos. “Ainda, tem-se a concordância de que um OA tem um propósito educacional definido, um elemento que estimule a reflexão do estudante e que sua aplicação não se restrinja a um único contexto”. (RIVED, 2007, apud OLIVEIRA, 2008, p.16).
A seguir, são ilustrados dois exemplos de objetos de aprendizagem digitais. O primeiro é um aplicativo para o aprendizado da trigonometria, com a intenção de proporcionar ao aluno o conceito da Lei dos Senos. O segundo exemplo foi desenvolvido para o aprendizado dos conceitos de sistema de numeração posicional, mudança de base e operações de soma e subtração na base dez e em outras. (BRASIL, 2007).
Figura 1 – Tela Ilustrativa do Objeto de Aprendizagem “Trigonometria na ponte”. Fonte: Brasil (2007).
Figura 2 – Telas Ilustrativas do Objeto de Aprendizagem “Ábaco”. Fonte: Brasil (2007).
O crescimento da utilização dos objetos de aprendizagem proporcionou o desenvolvimento de diversos recursos para apoiar o aprendizado, porém percebeu-se que não havia um padrão para a criação deste. Com isso, com o intuito de facilitar e agilizar o desenvolvimento dos objetos, sugere-se seguir as padronizações definidas principalmente pela IEEE (Institute of Eletrical and Eletronics Engineers) e pela IMS (Instructional Management
Systems), que garantirá a interoperabilidade dos recursos criados. (RAMOS et al., 2006)
(OLIVEIRA, 2008).
Além de serem reutilizáveis, é fundamental que os objetos de aprendizagem apresentem as seguintes características (RAMOS et al., 2006, p.6).:
flexibilidade: devem ser simples de modo que o usuário o utilize sem preocupações com manutenção, recursos de hardware, etc;
interoperabilidade: devem permitir a utilização independente de plataforma, possibilitando a migração de uma plataforma para outra sem necessidade de alterações;
customização: essa é a ideia de reutilização, porém de forma amplificada, ou seja, os OA podem ser aproveitados e utilizados em diversos cursos, cabendo ao professor e a instituição de ensino julgar em que o mesmo será melhor empregado;
facilidade de atualização: Por serem utilizados em diversos momentos, é simples a atualização dos mesmos em tempo real, desde que os dados referentes aos objetos estejam todos em um mesmo banco de conhecimento;
metadata: é uma descrição completa do objeto de aprendizagem, seu conteúdo e utilização. Este é um item importante, pois permite a catalogação e a codificação do objeto, tornando-o compreensível para as
diversas plataformas. Visando a facilitar o entendimento de metadata, pode-se pensar num processo semelhante a fichas de consulta de uma biblioteca.
Espera-se que os OA tenham objetivos bem definidos, mas ao mesmo tempo flexíveis, para que possam ser reutilizados. Além de minimizar as manutenções, os OA devem permitir a interação do aluno por meio de uma interface que seja simples, compreensível, de fácil utilização e bem sugestiva, adequada ao público-alvo. Mais do que os itens citados anteriormente, Campos (2001, p.1, apud BRASIL, 2007, p.41) ainda aponta outras características importantes em uma interface de um OA, entre elas: a condução, a consistência, a afetividade, o significado de códigos e denominações e gestão de erros. Contudo, é um tanto complexo e difícil atender e conciliar todos os requisitos de usabilidade e design. Os itens citados por Campos são extremamente importantes, principalmente para os objetos de aprendizagem direcionados às séries iniciais do Ensino Fundamental, as quais são o público alvo do objeto desenvolvido neste projeto. Mesmo que os dispositivos móveis como os celulares e tablets possuam limitações de tela e visualizações, é fundamental que os objetivos estejam bem claros e precisos, e não subentendidos, pois esse é o tipo de público que não procura instruções ou ajuda quando do insucesso na execução de uma atividade. (BRASIL, 2007, p.43).
Conforme o desenvolvimento tecnológico vai acontecendo, os objetos de aprendizagem evoluíram. O que antes era apenas imaginável passa ganhar forma e em um espaço curto de tempo já está disponível nos dispositivos e recursos midiáticos. Numa proporção inversa, enquanto o custo de fabricação de hardwares vem diminuindo a sua capacidade vai ganhando proporções muito maiores. Inicialmente, a evolução tecnológica proporcionou o desenvolvimento de OA mais complexos para computadores, hoje, vem possibilitando a criação desses objetos para dispositivos móveis, os quais além do hardware passaram a ser fabricados com software mais robustos e portando sistemas operacionais (SO) completos, como o Android criado pele empresa Google, e o iOS desenvolvido pela Apple. Os recursos de hardware e software disponíveis, hoje, já representam um acréscimo considerável no processo de ensino se considerar em termos de interface e comunicação assíncrona. Porém é preciso desenvolver a interatividade (objeto/aprendiz) e a comunicação síncrona (aprendiz/aprendiz e aprendiz/tutor), uma vez que é nesses pontos que se concentra a aprendizagem. (BRASIL, 2007).
O uso de objetos de aprendizagem pode trazer muitas vantagens para o processo de ensino-aprendizagem. Inicialmente, os OA representam diminuição do tempo de produção e diminuição de custos, ainda permitem o aprendizado independente de local e data. Por utilizar os recursos midiáticos, os OA envolvem os alunos pelo fato desses recursos já fazerem parte do seu cotidiano, desse modo, o aprendizado ocorre de forma descontraída. Na disciplina de redes de computadores, por exemplo, uma animação do tráfego da rede facilitaria a compreensão de como os pacotes de dados circulam pela rede. Oliveira (2008) cita como exemplo, a facilidade de explicar conceitos físicos por meio de simulações, animação, isso proporciona a compreensão por parte do aluno de maneira mais rápida do que imagens estáticas de um livro, ou por abstração.
Embora o uso dos objetos de aprendizagem possa trazer vantagens, assim como as TIC, não devem ser considerados a solução para a educação, pois servem apenas como apoio para o aprendizado. O sucesso dos OA dependerá da metodologia utilizada com os mesmos.
2.4.1 Catalogação de Objetos de Aprendizagem
Uma das características principais dos objetos de aprendizagem é a reusabilidade, permitir que o objeto possa ser utilizado em outros contextos ou como parte de outros OA. Com o aumento da produção desses recursos, aplicativos e ferramentas, percebeu-se certa dificuldade para localizar os OA mais adequados diante da gama desses recursos existentes nos repositórios de objetos de aprendizagem disponíveis. Para resolver essa situação, diversos sistemas de catalogação de material digital foram propostos, contudo, o sistema criado pelo IEEE, 1484.12.1 Standard for Learning Object Metadata, foi o que se destacou e forma um padrão utilizado na maioria dos casos.
A necessidade de criação de um metadado, ou ficha de catalogação, surgiu com a deficiência dos mecanismos de busca existentes na internet, que não permitem uma definição mais detalhada dos requisitos para a busca, como consequência, os resultados não satisfazem as exigências e, muitas vezes, retornam referências que não são apropriadas. Assim, o metadado de um OA educacional contém as principais e mais relevantes características do recurso, como informações técnicas e pedagógicas, as quais serão utilizadas para catalogação em repositórios de objetos educacionais. (BRASIL, 2007).
O Quadro 1, a seguir, apresenta o padrão criado pelo IEEE 1484 para catalogação dos objetos de aprendizagem. Também conhecida como LOM (Learning Object Metadata), esse padrão apresenta uma série de atributos que melhor definem os objetos.
Quadro 1 – LOM: Learning Object Metadata
Categoria Alguns exemplos de atributos
Geral: agrupa informações gerais que
descrevem o objeto
Identificador, Título do objeto, Descrição, Palavras-chave, Linguagem, Descrição, Escopo
Ciclo de vida: agrupa informações que
descrevem as características relacionadas ao histórico e ao estado atual dos objetos e a todos aqueles que o têm afetado durante sua evolução
Versão, Status, Tipo de contribuição, Entidades que contribuíram, Data
Metadados: agrupa dados sobre a instância
de metadados em si
Esquema de catalogação, referência de catalogação
Técnica: agrupa os requisitos e
características técnicas do objeto
Formato, Tamanho, Localização, Tipo de tecnologia, Nome da tecnologia, Requisitos, Duração, Comentários sobre a instalação
Educacional: agrupa as características
educacionais e pedagógicas do objeto
Tipo de interatividade, Recurso de aprendizagem, Nível de interatividade, Usuário final esperado, Ambiente de utilização, Faixa etária, Contexto, Dificuldade, Descrição
Direitos: agrupa os direitos de propriedade
intelectual e as condições de uso do objeto
Custo, Direito autoral e Condições de uso
Relacionamento: agrupa características
que definem o relacionamento entre um objeto de aprendizagem e outros OA
Tipo (natureza do relacionamento), Recurso, Identificação, Descrição
Anotação: provê comentário sobre o uso
educacional do Objeto de Aprendizagem
Entidade, Data e Conteúdo
Classificação: descreve o objeto de
aprendizagem em relação a algum sistema de classificação
Sistema de classificação, Identificação, Descrição, Palavra-chave
Fonte: Brasil (2007, p.84)
As categorias identificadas no LOM têm por objetivo detalhar ao máximo os OA, de modo a facilitar a busca, consulta e seleção dos objetos que mais apropriados para cada situação. Além da classificação, o LOM ainda identifica os relacionamentos com outros OA, as características pedagógicas, técnicas, ciclo de vida e informações gerais.
2.4.2 A ludicidade no objeto de aprendizagem
Lúdico, segundo a etimologia, vem do latim Ludus e se refere a, “ou que tem caráter de jogos, brinquedos e divertimentos”. (FERREIRA, 2009, p. 1233). Dessa forma, aprendizado lúdico é aquele que ocorre por meio de jogos educativos, em que a criança aprende brincando. Platão (1951, apud ALMEIDA, 2003), um dos maiores pensadores da Grécia Antiga, defendia que toda criança deveria estar ocupada com jogos educativos nos seus primeiros anos de vida. O pensador grego (1951, apud ALMEIDA, 2003, p.20) ainda chamava a atenção para o ensino da matemática por meio de jogos: “Todas as crianças devem estudar a matemática, pelo menos no grau elementar, introduzindo desde o início atrativos em forma de jogo”.
Por meio dos objetos de aprendizagem, é possível proporcionar um ambiente mais natural, sem abstrações, para que a criança possa aprender na prática os conceitos estudados em sala de aula. Para Dewey (1965, apud op. cit., p.24), “o jogo faz o ambiente natural da criança, ao passo que as referências abstratas e remotas não correspondem ao interesse da criança”. Mas Chateau (1987, apud op. cit., p.60) ainda alerta que a educação não se baseia unicamente nos jogos:
[...] a escola deve se apoiar no jogo, tomar o comportamento lúdico como modelo para confirmar o comportamento escolar. Mas é preciso considerar que há diferenças a separar o jogo do trabalho. [...]. Uma educação baseada simplesmente no jogo (diversão) seria insuficiente, pois isolaria o homem, transformando o viver num mundo ilusório. [...]. Por outro lado, uma educação baseada simplesmente no trabalho [...] no sentido restrito de produzir mercadorias, produzir resultados a qualquer preço, criaria um ser formal, técnico, destruindo dentro de si o sentido da vida, da participação, da construção e da satisfação do próprio viver.
Os OA têm a função de complementar e de apoiar o processo de ensino-aprendizagem por meio do lúdico, pois é um recurso que promove a interatividade, permitindo a reflexão do conteúdo apresentado. De acordo com Piaget (1973, apud ALMEIDA, 2003, p.25) conforme a criança se desenvolve, os jogos passam a se tornar mais significativos, pois, manipulando os recursos, ela passa a reconstruir objetos, reinventando situações, o que exige uma adaptação dos objetos. Esse é um dos motivos da característica dos OA em serem flexíveis.
Por fim, Almeida (2003, p.57) conclui:
A educação lúdica, além de contribuir e influenciar na formação da criança e do adolescente, possibilitando um crescimento sadio, um enriquecimento permanente, integra-se ao mais alto espírito de uma prática democrática enquanto investe em
uma produção séria do conhecimento. Sua prática exige a participação franca, criativa, livre, crítica, promovendo a interação social e tendo em vista o forte compromisso de transformação e modificação do meio.
Dessa forma, com base em Chateau e Almeida, é possível afirmar que o ensino misto, envolvendo o aprendizado lúdico e o processo de ensino-aprendizagem padrão, na teoria, é a técnica mais eficiente. Nesse sentido que o OA desenvolvido pretende complementar o processo de ensino.
2.5 TECNOLOGIA MÓVEL
É visível a crescente utilização de dispositivos móveis para diversas finalidades. Nos últimos anos, dispositivos como tablets ou tablets-pc, celulares e smartphones deixaram de serem artigos de luxo e passaram a fazer, literalmente, parte da vida das pessoas. O avanço tecnológico proporcionou maior concorrência entre os fabricantes e, consequentemente, preços mais competitivos e acessíveis. Proporcionou também uma diversidade de aparelhos, plataformas, recursos e funcionalidades que agregam cada vez mais valor ao produto. No início, esses dispositivos eram produzidos com objetivos e finalidades específicas, “[...] que inclusive já vinha programada em seu hardware (sistemas baseados em hardware), o que restringia bastante a sua utilização”. (OLIVEIRA, 2008, p.25). Hoje, com tecnologia de ponta, esses dispositivos possuem poder de processamento muito superior aos existentes anos atrás, com isso, novos ambientes foram desenvolvidos para tornar esses aparelhos multifuncionais. Um exemplo clássico dessa transformação são os celulares, que na era do sinal analógico permitiam somente a realização de ligações, já, nos dias de hoje, permitem o envio de e-mails, trocas de informações e arquivos, possuem câmera fotográfica, reproduzem música, possuem GPS (Sistema de Posicionamento Global), sincronizam com as redes sociais e permitem inclusive a realização de ligações telefônicas. A Figura 3, a seguir, mostra algumas das principais funcionalidades dos dispositivos móveis.
Figura 3 – Funcionalidades de dispositivos móveis (tradução nossa). Fonte: Kukulska-Hulme, Traxler (2005, p.8).
A evolução dos recursos desse dispositivo e das plataformas permitiu que aplicativos utilizados, em computadores, pudessem também ser acessados a partir de tais aparelhos. Mas, para Smith (2003 apud KUKULSKA-HULME;TRAXLER, 2005) (tradução nossa), os dispositivos móveis não devem ser vistos como substitutos dos computadores e. sim, como recursos portáteis desses equipamentos. É fato que os aparelhos celulares ainda possuem muitas limitações, com relação a um computador, contudo, são capazes de promover a mobilidade das atividades, otimizando o tempo de muitas tarefas. É com essa visão que se pretende incluir esses dispositivos portando, além de seus recursos nativos, objetos de aprendizagem para apoiar o processo de ensino-aprendizagem, permitindo a busca constante do conhecimento sem vínculo com local e horários definidos. “[...] A mobilidade e a virtualização nos libertam de espaços e tempos rígidos, previsíveis, determinados”. (MORAN, 2007, p. 89).
De acordo com Kukulska-Hulme (2005) (tradução nossa), os dispositivos móveis são fabricados e projetados para objetivos específicos, geralmente são utilizados em tarefas para gerenciar contatos, listas, datas, informações financeiras, enviar e receber mensagens, visualizar documentos e imagens, reproduzir vídeos e músicas, acessar à internet, entre outras. Apesar de executar essas tarefas perfeitamente, esses dispositivos enfrentam problemas de usabilidade já conhecidos pela maioria dos usuários de computadores. Weiss (2002, apud KUKULSKA-HULME, 2005) observa que a falta de usabilidade nesses dispositivos se dá
pela inconsistência no projeto do mesmo e, ainda, cita, como exemplo, a falta de um botão “voltar” no navegador de internet, dificultando a forma de como as pessoas já estão acostumadas a navegar nos sites. Contudo, as evoluções dos softwares e das tecnologias já estão criando dispositivos móveis com ambientes mais semelhantes aos utilizados nos computadores e, muitas vezes, melhorando com a inclusão de novos recursos. Um exemplo clássico está na utilização dos navegadores do Android ou iOS, em que é possível ampliar ou reduzir a resolução da página com um simples movimento dos dedos na tela.
Para a usabilidade de dispositivos móveis, Kukulska-Hulme (op. cit., p.47) sugere que sejam considerados os seguintes itens: (tradução nossa)
a considerável variedade de dispositivos e tipos de conectividade;
a natureza da fragmentação, o uso de contexto dependente em movimento; pequenas telas com pouca visibilidade, especialmente em preto e branco; curta duração da bateria e dependência de recarga;
o novo conceito de sincronização entre o computador e dispositivo móvel; o paradoxo de que um dispositivo pessoal pode não ser de propriedade de
seu usuário;
poucas aplicações educacionais e software específico para aprendizagem; velocidades de transferência relativamente lenta, tais como acesso lento a
websites;
meios inconvenientes de entrada de alguns dispositivos, para algumas tarefas;
nova forma de comunicação, por exemplo, Serviço de Mensagens Curtas (SMS) e as infinitas novas siglas;
dispositivos móveis fazem parte de uma forma de trabalho que envolver outros dispositivos;
pessoas presentes podem se sentir incomodadas quando o celular é utilizado em público.
A Figura 4, a seguir, apresenta, como exemplo de tablet, o dispositivo Motorola Xoom, primeiro produto do segmento a utilizar o SO Android. A Figura 5 apresenta um exemplo de smartphone, o Motorola Defy, o qual também utiliza o Andoid como SO.
Figura 4 – Exemplo de Tablet: Motorola Xoom. Fonte: Motorola Mobility (2011).
O Motorola Xoom é o primeiro tablet a utilizar a plataforma Android 3.0, versão que foi especificamente projetada e desenvolvida para rodar nos dispositivos desse segmento. É um dispositivo multitarefa, o que permite ao usuário realizar diversas atividades simultaneamente. Para isso, utiliza um processador dual-core o que garante uma performance avançada. (MOTOROLA MOBILITY, 2011a).
Figura 5 – Exemplo de Smartphone: Motorola Defy. Fonte: Motorola Mobility (2011).
O smartphone Motorola Defy utiliza a versão 2.1 da plataforma Android e a velocidade de seu processador é de 800 mHZ. É um dispositivo completo, que possui uma série de recursos disponibilizados pela plataforma utilizada. (MOTOROLA MOBILITY, 2011b).
2.5.1 Android
O Android foi a plataforma escolhida para o desenvolvimento e aplicação do objeto de aprendizagem proposto, e a seguir são apresentados os principais componentes que formam essa plataforma.
O Google, uma empresa de tecnologia que oferece produtos e serviços, além de formas de publicidade e aplicativos para internet (GOOGLE, 2011a), juntamente com outras empresas líderes e referências no mercado de telefonia, formaram um grupo, chamado Open
Handset Alliance (OHA), com o objetivo de criar e padronizar uma plataforma de código
aberto e livre para dispositivos móveis (celulares, smartphones e tablets). (LECHETA, 2009). Liderado pelo Google, o grupo OHA desenvolveu desde o início o Android o qual “consiste em uma nova plataforma de desenvolvimento para aplicativos móveis, baseada em um sistema operacional Linux2, com diversas aplicações já instaladas e, ainda, um ambiente de desenvolvimento bastante poderoso, ousado e flexível”. (LECHETA, 2009, p.20). O grupo OHA tem a intenção de mudar a experiência com dispositivos móveis de todos os consumidores, pois, segundo informações da aliança, hoje há no mundo cerca de 1,5 bilhão de televisores em uso, 1 bilhão de pessoas têm acesso à internet, e cerca de 3 bilhões de pessoas possuem um telefone celular, fazendo deste, um dos produtos de consumo mais bem sucedido. (OHA, 2011, tradução nossa).
O Android, além de ser baseado no SO Linux, possui uma interface visual rica, inúmeras aplicações já instaladas, e conta com um ambiente de desenvolvimento robusto, essa composição aliada aos recursos de hardware3 formam uma plataforma completa e inovadora para os dispositivos móveis. As aplicações para essa plataforma podem ser desenvolvidas na linguagem Java e fazer uso de todos os recursos disponíveis no dispositivo. O grande benefício do Android é agregar em um único aparelho inúmeras funcionalidades e recursos úteis para seus usuários, uma vez que o telefone celular está se tornando cada vez mais essencial na vida das pessoas.
Em novembro de 2007, o Google apresentou o grupo OHA e o Android juntamente com a primeira versão beta do SDK (Kit de Desenvolvimento de Software), o qual em poucos meses foi baixado por mais de um milhão de pessoas. (ROGERS et al., 2009). Um
2
Sistema operacional de código livre originado do potente e estável SO UNIX. (NEGUS, 2008, tradução nossa).
pouco mais tarde, em outubro de 2008, a empresa T-Mobile, operadora de telefonia, anunciou o G1 Android desenvolvido pela HTC. Esse foi o primeiro celular lançado com a plataforma Android, que causou um grande tumulto no mercado e superou as expectativas de vendas. (LECHETA, 2009). A Figura 6, a seguir, ilustra um modelo desse celular.
Figura 6 – T-Mobile G. Fonte: Wolpin (2008).
A plataforma Android, por ser inteiramente livre e de código aberto
(open-source), é licenciada por meio da licença Apache V2. Essa licença permite que tanto os
fabricantes dos dispositivos, quanto os demais programadores, possam utilizar e modificar o código da plataforma sem a necessidade de devolvê-lo posteriormente. Fica a critério do desenvolvedor, ou responsável, manter o código alterado como proprietário ou disponibilizá-lo na comunidade open-source.(LECHETA, 2009)(ROGERS et al., 2009). A vantagem é que, além de não precisar pagar para utilizar o Android, a plataforma evolui rapidamente, uma vez que há diversos desenvolvedores contribuindo para melhorá-la.
A versão 1.0 foi a primeira a ser lançada e, hoje, depois de algumas revisões e melhorias, o Android já está disponível na versão 4.0. A versão 3.0 marca o início da plataforma para tablets. No Gráfico 1, a seguir, complementado pela Tabela 1, é possível visualizar a distribuição das versões do Android conforme uma pesquisa4 realizada durante 14 dias com os dispositivos que acessaram ao Android Market.
Gráfico 1 – Distribuição das versões da plataforma Android. Fonte: Google (2011b).
Tabela 1 – Distribuição das versões da plataforma Android
Plataforma Nível API Distribuição
Android 1.5 3 1,4% Android 1.6 4 2,2% Android 2.1 7 17,5% Android 2.2 8 59,4% Android 2.3 - Android 2.3.2 9 1% Android 2.3.3 - Android 2.3.4 10 17,6% Android 3.0 11 0,4% Android 3.1 12 0,5% Fonte: Google (2011b).
Analisando os dados apresentados pela pesquisa, é possível verificar que a maior parte dos dispositivos que utilizam o Android possui a versão 2.2 da plataforma. Essa quantidade é justificada pela estabilidade da versão, no entanto, no Gráfico 2 logo abaixo, o qual apresenta a distribuição histórica das versões dos dispositivos ativos, percebe-se que a versão 2.2 é compatível com um pouco mais de 75% dos aparelhos.
Gráfico 2 – Distribuição histórica das versões da plataforma Android. Fonte: Google (2011b).
O Gráfico 2 apresenta a compatibilidade de cada versão com os dispositivos ativos. Esses dados são baseados em uma pesquisa5 realizada também durante 14 dias com os dispositivos que acessaram ao Android Market. As versões que estão no topo são compatíveis com 100% dos dispositivos ativos e com todas as versões posteriores. Com base nessas pesquisas, foi tomada a decisão de que o aplicativo proposto neste trabalho, seria desenvolvido na versão 2.1 da plataforma, devido à estabilidade da versão e à compatibilidade com cerca de 99% dos dispositivos ativos.
2.5.1.1 Java
O Java é uma linguagem de programação que foi desenvolvida baseada na linguagem C++ com o propósito de incluir conteúdo dinâmico às páginas da Web no início da década de 90, assim que surgiu a internet. Hoje é utilizada, dentre outras aplicações, desde o desenvolvimento de aplicativos corporativos de grande porte, até a criação de aplicações para dispositivos móveis. (DEITEL; DEITEL, 2005). É uma linguagem robusta, considerada de alto nível, orientada a objetos e também possui a característica de ser fortemente tipada. (GOSLING et. al., 2005) (tradução nossa).
Ao contrário das outras linguagens, o Java ao ser compilado (tradução da linguagem de programação em linguagem de máquina) gera o que chamamos de bytecodes, que posteriormente serão interpretados pela JVM (Java Virtual Machine). Os bytecodes não são diretamente executáveis, são, na verdade, um conjunto de instruções em formato binário que serão executadas por uma máquina virtual. Essa característica permite que as aplicações sejam independentes de plataforma, uma vez que o bytecode gerado será o mesmo, ficando a cargo de cada máquina virtual executá-lo. (GOSLING et. al., 2005, tradução nossa) (DEITEL; DEITEL, 2005). A JVM, por sua vez, é a máquina virtual utilizada para executar os programas escritos na linguagem Java. “A máquina virtual (VM – virtual machine) é um aplicativo de software que simula um computador, mas oculta o sistema operacional e o hardware subjacentes dos programas que interagem com a VM”. (DEITEL; DEITEL, op. cit., p. 10). Na Figura 7, que segue abaixo, é possível visualizar o funcionamento da JVM.
Figura 7 – JVM (Java Virtual Machine) Fonte: Eck (2011)
Os programas desenvolvidos em Java são compilados, após esse processo os
bytecodes são gerados e por fim a máquina virtual do Java interpreta a aplicação para o
devido sistema operacional.
De modo geral, os programas desenvolvidos em Java passam por cinco etapas, que são: edição, compilação, carga, verificação e execução. A Figura 8, a seguir, apresenta resumidamente essas etapas.
Figura 8 – Etapas de um programa Java. Fonte: Deitel; Deitel (2005).
A primeira fase consiste em desenvolver o aplicativo em um programa editor, o qual pode ser um simples editor de textos ou software IDE (Integrated Development
Environments). “Os IDEs fornecem muitas ferramentas que suportam o processo de
desenvolvimento de software, incluindo editores para escrever e editar programas e depuradores para localizar erros de lógica em programas”. (DEITEL; DEITEL, 2005). A segunda fase, compilação, é o momento da geração do bytecode que será interpretado pela máquina virtual. É nessa etapa que são realizadas as validações de sintaxe e semântica do código-fonte escrito. Na terceira fase, o carregador de classes aloca na memória principal o programa compilado para que seja executado pela VM. A quarta fase é responsável por realizar a validação de bytecodes para assegurar que esses são válidos e não violam restrições de segurança do Java. Na quinta e última fase, é realizada a execução do programa, a JVM interpreta e executa os bytecodes, realizando as ações definidas no programa.
2.5.1.2 Máquina Virtual Dalvik
Se para o Java temos uma máquina virtual (JVM), na plataforma Android, há uma máquina virtual específica para execução em dispositivos móveis, chamada Dalvik. (LECHETA, 2009). Essa é a responsável por interpretar todas as aplicações desenvolvidas para o Android.
Os aplicativos desenvolvidos para a plataforma Android devem utilizar a linguagem Java, a qual, quando compilada, gera um bytecode (.class) e esse, por sua vez, “é convertido para o formato .dex (Dalvik Executable), que representa a aplicação do Android compilada”.(LECHETA, op. cit., p.24). Na sequência, um único arquivo compactado é gerado com a extensão .apk (Android Package File), contendo esse arquivo executável (.dex) e os demais arquivos da aplicação. Esse arquivo final é a aplicação pronta para ser distribuída. (LECHETA, 2009).
2.5.1.3 Arquitetura
A arquitetura da plataforma Android está modelada conforme apresentado na Figura 9. Na primeira camada fica o kernel, na sequência estão alocados as bibliotecas e o
runtime, a terceira camada pertence ao framework de aplicativos e, por fim, os aplicativos.
Figura 9 – Arquitetura Android. Fonte: Google (2011c).
A camada de aplicação representa todos os aplicativos finais, ou seja, prontos para uso, desenvolvidos na linguagem de programação Java. Segundo o Google (2011c, tradução nossa), o Android conta com um conjunto de aplicações que inclui um cliente de e-mail, programa para envio de SMS, calendário, mapas, navegador, contatos, entre outros.
O framework de aplicação tem o objetivo de dar suporte aos desenvolvedores de modo a simplificar as aplicações, realizando a reutilização de componentes. Desse modo, uma aplicação pode fazer o uso de recursos e de funcionalidades de outras aplicações. (GOOGLE, op. cit.).
As bibliotecas são um conjunto de classes, métodos e variáveis escritas na mesma linguagem de programação com o intuito de facilitar o desenvolvimento das aplicações. A plataforma Android oferece um conjunto de bibliotecas padrões, das quais podemos citar as principais:
