No Brasil, a Escola Politécnica da Universidade de Sao Paulo (Poli-USP), começou recentemente, em 1990, a utilizar os programas PROGRAF 2D e 3D para lecionar a disciplina de "Desenho
Proceda 5370 CADD, para 90 alunos divididos em três classes d* 30 alunos, em caráter experimental
Neste caso os alunos já tem conhecimento prévio do desenho com instrumental. Mas, segundo relato de Resetarits, C19D o Instituto de Politécnica de Worcester, Massachusetts, tem ensinado engenharia gráfica, eliminando todas as -ferramentas de engenharia grá-fica tradicional, usando microcomputadores AT&T PCG300 e CADKEY, desde o ano acadêmico de 1985/1986. ü Instituto relatou o grande sucesso e aceitação dos estudantes' a este metodo de ensino de engenharia gráfica.
4 4 a Transição no Japão.
A situação atual do ensino em computação gráfica no Japao, é relatada por Nagano, Suzuqui, CE13 presidentes do Comite de Educação de Computação Gráfica da Sociedade Japonesa para a Ciência Gráfica. Durante o ano acadêmico de 1896/1987, foi efetuado um projeto para pesquisar o estado de implementação da computação gráfica nos cursos de "Ciência Gráfica" nas universidades e faculdades japonesas.
Foi elaborado um questionário para o corpo docente envolvido com ciência gráfica em diversas universidades do Japão.
QS resultados foram compilados e estudados pelos membros daquele comitê. Cada m e m b r o apresentou um sumário do estado da educação em computação gráfica em sua própria instituição. Trinta e quatro instituições responderam ao questionário, A primeira questão no ensaio foi sobre o número de instituições nas quais a computação gráfica está sendo implementada ou sendo planejada. Dessas, 38% (treze instituições), responderam que está sendo
implementada. 38*/. responderam que a computação grafica esta em planejamento e 247. das instituições, em número de 8, responderam que não tem planejamento.
As instituições que responderam "sem planejamento” afirmaram, quase todas, que nao tem.
i9-recursos de computadores para uso educacional; 29—horas— crédito disponíveis;
39-corpo docente.
Algumas ofereceram resistência à implantação. Segundo os membros do citado .comitê, sabe-se que normalmente existem duas metas nos cursos de Ciências Gráficas tradicionais: primeiro, ensinar uma linguageín gráfica e segundo, desenvolver habilidades no estudante para visualizar e solucionar problemas no espaço
tridimensional.
Evidentemente essas duas metas estao intimamente relacionadas. Para atingi-las, foi introduzida a Geometria Descritiva nestes cursos. Com riscos de simplificação excessiva,
segundo Suzuqui e demais membros do comitê em computação gráfica, os que responderam ao questionário podem ser classificados em dois tipos.
"Tipo-A: Ensino da própria computação gráfica. As instituições deste tipo pretendem lecionar a própria computação gráfica em seus cursos de Ciências Gráficas. O principal objetivo é o de fornecer essa matéria como uma nova linguagem grafica, isto é, atingir a primeira meta daqueles cursos: Das instituições favoráveis ao ensino da computação gráfica, 65% (17 instituições), tem como principal objetivo fornecê-la como uma nova linguagem (tipo-A). A maioria das que se enquadraram neste
tipo afirmou que a computação gráfica não deve substituir totalmente a geometria descritiva, mas reforçar os princípios emulados por essas técnicas."
Pela pesquisa, constatou-se que todas as instituições desse tipo (tipo-A) exigiram que os estudantes -fizessem programas de grá-ficos em linguagem geral de computadores, como Basic e Fortran. Nenhuma dessas instituições utiliza "softwares" prontos. Esta tendência contrasta com a educaçao CAD/CAM em cursas de Desenho e Projetos de Engenharia no Japão, nos quais, às vezes, são usadas software prontos.
Para os autores, Suzyki e t a l . (oP . cit!>, este contraste pode ser devido à di-ferença nos objetivos educacionais entre os dois cursos. Isto é, o objetivo da educação de computação gráfica nos cursos de "Ciência Gráfica" é fazer os estudantes entenderem a própria computação gráfica. Por outro lado, o objetivo final da educação CAD/CAM é, evidentemente, ensinar desenho e fabricaçao com o auxílio do computador. Para os demais que responderam ao questionário, Suzuki e os membros da citada comissão,
classificaram-os no tipo:
" Tipo-B: Usa da computação gráfica como um instrumento. Neste tipo, o computador gráfico é usado como uma ferramenta para aumentar a eficiência da educação em Ciência Grafica. 0 trabalho interno do computador gráfico é uma "caixa preta" para os estudantes. Um número menor dentre os que responderam (15%) é classificado neste tipo. Na universidade de Fukuoka foram desenvolvidos e utilizados sistemas de CAI (Instrução auxiliada pelo computador), para aumentar a habilidade dos estudantes na visualização de objetos tridimensionais. Os estudantes sao
chamados a resolver diversos problemas gráficos nesses sistemas Alguns dos pfoblemas envolvem desenhos de vistas ortograficas sendo dadas as vistas axonométricas de um objeto. Outros problemas envolvem o inverso ou a construção das vistas axonométricas, dadas as vistas ortográficas.
Ainda segundo Suzuki et al . , LE1D na Universidade de Osaka foi feito um curso experimental exclusivo, no qual são usados sistemas CAD-ED c o m o instrumentos de desenho ao invés de lápis, réguas e compassos. Os estudantes são chamados a resolver problemas tridimensionais, como interseções de dois objetos e sombras e tonalidades de objetos á maneira da geometria escritiva, usando sistemas CAD-ED. Pretende-se com i*to poupar tempo na construção dos desenhos e atingir a segunda meta dos cursos de Ciência Gráfica que é a de desenvolver as habilidades de visualização do aluno.
Os autores CEil ressalvam que a pesquisa se limita ao ensino de computação gráfica nos cursos de "Ciência Gráfica" que,
geralmente, são oferecidos para estudantes do 1° e 9° anos. Já o ensino de CAD/CAM em cursos de Desenho e Projetos de Engenharia são oferecidos para estudantes de 3? e 49 anos.
Segundo estes autores, em 1985 a Sociedade Japonesa para Desenho & Projeto, elaborou um levantamento sobre o ensino de CAD/CAM nos cursos de Projeto e Desenhos de Engenharia, em 94 faculdades. Dessas, 34 estavam em fase de implantação e 41 em fase de planejamento (as restantes não tinham planejamento). Não só é ensinado o desenho mas também áreas maiores como, programação automática de usinagem, análise de mecanismos,
desempenho de objetos sob tensão, controle de robos, etc
d
e 4 5 Visao geral do ensino de Computaçao Gráfica em Engenharia nos Estados Unidos:
Segundo Costea, CES 1 "a integração do uso do computador em todo o currículo de engenharia é a meta que a maioria das universidades deseja alcançar
0 trabalho apresentado por aquele autor, na Terceira Conferência Internacional de Engenharia Gráfica Interativa (ICG),
pode ser usada para ensinar Engenharia com o Auxilio do Computador ("Computer Aided Engener i n g ") , a -fim de cobrir todo o espectro, desde a concepção do projeto, passando pelas etapas de
desenho, documentação, análise, testes de simulação até fabricação- Mas os educadores na área de engenharia estão, segundo Costea, preocupados com questões como: "o que necessário para preparar melhor os estudantes para o novo ambiente internacional industrial que demanda cada vez mais pelo do uso de computadores?" 0 desafio pedagógico é: "como, onde e em que grau- introduzir ferramentas auxiliadas por computador-?'
As questões levantadas pelas Universidades sã o : "qual a melhor filosofia de educação para encaixar o computador no currículo pleno? quais as melhores aplicações na engenharia? como selecionar hardware/software e criar ambientes de laboratórios e como obter o necessário suporte financeiro?"
A integração do computador em todo o currículo de engenharia é a meta que muitas universidades estão tentando alcançar. Para que isso seja efetivado, segundo o autor, é
necessária uma reanálise do currículo -face à tecnologia disponível
Costea C223 relata também que há dois tipos principais de programas para o ensino de Computação Grá-fica em engenharia nos Estados Unidos:
"a) De um a dois anos de -faculdade com ênfase vocacional tendo como meta servir diretamente a comunidade de alta tecnologia, treinando estudantes para desenvolver habilidades práticas.
b) Universidades que dão ên-fase ao ensino dos princípios e conceitos de engenharia, tendo como meta preparar os estudantes
para a prática de engenharia pro-f issional , bem como conduzir pesquisa aplicada e manter um programa de engenharia de qualidade satisfazendo assim os requisitos de credenciamento."
Segundo Costea, [22 3 no inicio do curso de engenharia nas escolas dos Estados Unidos (que eles denominam nível primário de graduação), os estudantes devem se familiarizar apenas com o uso de sistemas CAD/CAM, aprendendo princípios e conceitos. No nível de graduação é desenvolvido o ICG/CAD/CAM, estimulando o método criativo para engenharia. No nível de graduaçao, o desenho e a pesquisa devem formar a base para quaisquer considerações ICG/CAD/CAM. Em 1980 foi criada nos Estados Unidos sob a sigla ABET, o Bureau de Credenciamento em Engenhar ia e Tecnologia , um órgão para assumir as responsabilidades pelos programas de credenciamento em engenharia. Hoje, relata Costea, "a ABET possui dois importantes requisitos: a integração do uso do computador no currículo e uma ênfase no componente de projeto." C22 3
-Associações/Conferências/OrganiHações de ICG/CAD/CAM/CAE. Diz ainda Costea, CEE 3 que há diversas associações nos Estados Unidos que mantém programas de conferências sobre ICG/CAD/CAM/CAE, cada uma das quais com sua função especifica e ênfase no ensino de computação gráfica em engenharia.
Segundo Santo, C253 uma das mais antigas, a SIGGRAPH (Special Interest Group on Computer Grafhics), realizou sua primeira conferência em 1974. Hoje realiza as mais concorridas promoções na área. D número de participantes em 1984 ultrapassou os vinte mil. Em 1977/78 é formada a NCGA (National Computer Grafhics Assoeiation>, a fim de congregar os industriais de computação -gráfica em contraposição ao SIGGRAPH que engloba acadêmicos. Seguem-se outras associações como a NCGA (National Computer Grafhics Assoeiation>, que tem forte envolvimento com a
indústria e são editores do jornal "Computação Gráfica Hoje" e a IEEE (Techni cal Committee on Computer Grafhics). Esta tem enfase principalmente na área eletro/el etrôni ca, rnas possui um comitê de educação para diversas disciplinas e publica o jornal " IEECG &■ Aplication". CE53
4 6. Sala para Desenho Auxiliado por Computador.
Blach, Hrepec, Latinovic, CE33 da Universidade de Concórdia, Montreal, propuseram um método econômico para o ensino de Engenharia Gráfica usando o computador. As dificuldades eram as mesmas encontradas nas outras universidades, ou seja, encaixar um novo tópico tão complexo quanto o desenho com computador já que os programas de engenharia destinam pouco tempo para o ensino desta disciplina; outro obstáculo é o alto custo das instalações
de desenha computadorizado de qualidade profissional,
Segundo Blach CE33, a única via disponível para redução do custo do equipamento seria a utilização de uma versão bem simpi if icada dos sistemas de qualidade pro-f issional . Inclusive, o número de estações de 'trabalho tinha de ser mantido a um mínimo. Após a l g u m a s pesquisas decidiu-se por oito estações de trabalho.
D equipamento escolhido consistiu de microcomputadores pessoais do tipo IBM, monitores de alta resolução da Princeton e impresSoras por pontos Epson, para cópias diretas iniciais do trabalho dos estudantes. Dois plotadores da Hewlett Packard, um para quatro estações de trabalho, foram selecionados para as impressões finais de desenhos produzidos. D custo total do equipamento foi pouco menos de quarenta mil dólares, o maximo alocado para o projeto.
0 problema de falta de espaço curricular foi solucionado, incluindo-se o treinamento de desenho por computador, após os alunos terem conhecimento básico de projeções ortográficas e desenhos de conjunto, obtidos na disciplina de Desenho Técnico, isto é, já no rumo final da disciplina. 0 conteúdo do curso foi reorganizado a fim de fornecer no mínimo seis semanas (quase a metade do trimestre) para programar todos os períodos de tempo necessários para o laboratório. Foi possível fornecer suficiente tempo para 330 estudantes em apenas 8 estações de trabalho. 0 período de duas horas frente ao computador, segundo Blach, "não é suficiente para fornecer as habilidades necessárias para sua vida profissional. Contudo, entendendo que &ó uma minoria de todos os graduados solicitará o uso do sistema CAD em seu trabalho como engenheiro, o compromisso assumido dara a esses
graduados um b-õfll início de treinamento para desenho e projeto com o auxílio do computador, enquanto outros graduados terão sido apresentados a uma moderna -ferramenta de engenharia, que certamente aumentará seu uso em todas as fases da engenharia do futuro próximo." EE33
-A estação de trabalho e "software":
Resumindo são oito estacões de trabalho cada uma consistindo de um microcomputador pessoal IBM, um monitor Princeton de alta resolução, uma unidade •'mouse" e uma impressora Epson. Para cada quatro estações de trabalho também é fornecido um plotter de pena Hemlett—Packard.
0 “lay out" do laboratório é mostrado na figura 15.
0 software escolhido para o laboratório de Computação Gráfica é o programa AutoCAD com extensão de desenho avançado
••ADE*' .
Segundo os autores, "este pacote de software', bem universal, tinha de ser configurado de tal modo que fosse compatível com o tipo particular de equipamento escolhido. 0 AutoCAD è muito versátil e pode ser usado com El diferentes opções de exibição de video. Além disso, é também compatível com 17 diferentes modelos de ploter, 6 modelos de impressoras e E7 ^ .fg rentes marcas de unidades "mouse". Também pode ser usado tabletes gráficos."
FIGURA— 15 - Laboratório de Computaçao Grá-ficia. CE33
4.7. Conclusão.
A computação grá-fica já é utilizada há bastante tempo no projeto de diversos produtos, principalmente nas grandes
indústrias do setor metal-mecânico,
Na educação, esta nova abordagem está se constituindo em uma nova -ferramenta e deve ter seu próprio espaço em um moderno currículo de engenharia. Existe entre os educadores, uma discussão' de como se deve ensinar a utilizar a ferramenta. De -fato, não existe método padronizado para tal. Mas reconhece-se três maneiras para ensina— la:
(i9) ensino do desenho de maneira tradicional como um curso independente, Seguido por um curso de CADD também independente.
(ES) u s o c o m p l e t o do CADD c o m p l e m e n t a d o por c r o q u i s para a p r e n d e r os c o n c e i t o s b á s i c o s de d e s e n h o
(3°) um método integrado entre o CADD e o aprendizado tradi cional
Qualquer que seja a maneira escolhida para ensinar, pode-se fazer um prognóstico^ de que o ensino da engenharia gráfica será cada vez mais orientado para o CADD. Pode ocorrer até a transição total, n u m futuro próximo, da maneira tradicional de ensinar desenho, para o sistema informatizado como já ocorre no Instituto de Politécnica de Worcester. Além de ser bem recebido pelos alunos, o CADD tem um banco de dados que pode ser usado em muitas outras fases dos processos de engenharia e para meta final que é a Fabricação Integrada por Computador, em inglês, "Computer Integrated Manufacturing " (CIM). Logo, o processo de transição deve ser estimulado, para dar maior opção aos alunos, que, egressos das universidades, devem enfrentar um mercado cada vez mais complexo e competitivo.
CAPÍTULO V
IMPLEMENTAÇAO DO MÓDULO CONJUNTO DE NODOS
5.í Introdução.
Os capítulos anteriores nos permitiram dar uma visão geral do ensino do desenho a u x U i a d o por computador em alguns Raises desenvolvidos. Observou-se que na maioria dos casos as escolas utilizam-se de "softwares" gráficos prontos, tipo AutoCad e o Prograf, enquanto outras incentivam alguma programação mais simples, mas nenhuma utiliza "softwares" com ambiente tipo hipertexto. Também -Foi feito um apanhado pedagógico sobre a aprendizagem dos fundamentos do desenho técnico que serão basilares na implementação de um programa de sistema EIAC, como o proposto por Mielke CSD. Neste capítulo faz-se uma revisão sintética dos módulos do hipertexto proposto e tenta-se implementar o módulo CONJUNTO DE NODOS de um item programático da disciplina de desenho técnico mecânico, como uma primeira
tentativa de concretizar este sistema. 5.2 Descrição sintética do modelo.
0 modelo proposto por Mielke (ver figura 16), baseado nos conceitos fundamentais da ergonomia cognitiva e da i ntel i grnt: i a artificial num ambiente hipertexto, foi sintetizado pelo autor através do seguinte organograma:
^ 7 q u i v í i 5 d e C o n t r o l e Rodo de A p r e s e n t a c a o L i gacoes Hodo (Hal-entendidos Elenento de Ensino Nodo-ttenu Resposta L> ado s de Controle Lados do Estudante C o n j u n t o d.e N o d o s Rotinas Graf ic as ftvaliacao Ptua.1 i a c a o d o E s t - u d s n t e Id e n tific a r Conhec ineritos I n ic ia is t Estereotipagen finalise ErgonoMic í Hodos Prograna de Controle Hodos a ftpresentar C a ra cte rística s do Estudante 4- C aracteris t . Atualizadas Respostas do Estudante Hodos ld e n t iíiçar flal-entendí dos h o d e l o d o E s t u d a n t e H istorico do Conhec inento Evolucao Estratégias Piei eridas
5.5.1 0 Módulo Conjunto de Nodos do Hipertexto.
0 Conjunto de Nados é um dos cinco módulos do sistema F.IAC. proposto. Todas as informações e conhecimentos a ^ r e m transmitidas ao estudante estão armazenados e serao apresentados em uma seqüência de n o d o s . d e hipertexto que poder5o ser elaborados em forma de texto, gráficas e até imagen.; fotográficas. Segundo Mielke, CE3 é possível a criação, no seu modelo, de rioclos que contenham rotinas gráficas.
Pode-se, por meio dessas rotinas, fazer a a m m a ç a o das figuras pelos métodos conhecidos de computação grafica: seja através da aplicação de uma função sobre um determinado domínio,
cujos resultados podem gerar as coordenadas que darao a posicao de uma figura, ou através de um programa responsável pela apresentação de uma seqüencia de quadros.
Esta última, segundo o autor, ocuparia muito espaço ria memória e ■ seria muito trabalhosa no tocante à elaboração dos quadros. Um programador que realiza animação certamente utilizará a linguagem "assembly" porque é a mais rápida ou outra modalidade de linguagem utilizada pelos programadores prof issionais
Outra consideração importante da seqüência de nodos do hipertexto, segundo Mielke, [23 é que, preferencialmente, devem existir mais de uma delas, de acordo com várias estrateyia* de ensino ou modos de apresentação. Desta forma, pode-se ter para u mesmo assunto tratado, uma seqüência de apres.onU.5o bem
detalhada, outra mais genérica, outra que fornece um numero elevado de exercícios ou vice-versa, seqüências der apresentação elaboradas por pessoas diferentes e outras ainda
Além dos diferentes modos de apresentação de um
assunto, dev#m existir diferentes tipos de nodos. Os nodos utilizados para apresentar conhecimentos, tanto de um modo formalizado quanto sob a forma de exemplos sao nodos de apresentaçao CH3
No presente trabalho, apresenta-se este tipo de nodos que são suficientes para a compreensão do assunto proposto.
Ainda, segundo o autor, além destes nodos, são extremamente importantes os nodos de avaliação, que constituir- se-ão na principal maneira de se identificar as características do estudante, seja de uma maneira explícita, a partir de suas respostas, seja de uma maneira implícita, a partir do que e
inferido de seu comportamento diante dos nodos de avaliação
Outro tipo de nodo que pode estar presente é o nodo menu, que auxilia na determinação da sequência de nodos a ser apresentada. Outro tipo de nodo, também importante, é o nodo de correção. Este t i Po pode ser considerado uma particulan zaçao do nodo de apresentação. Porém, sua principal função, não é, como os nodos de apresentação, auxiliar o estudante na simples aquisiçao de conhecimentos. 0 objetivo desses nodos é eliminar conhecimentos errados presentes na memória do estudante. Estes nodos serão apresentados sempre que o sistema detectar um mal entendido por parte do estudante e têm como objetivo eliminá-los. Eventualmente também colaborarão com a transmissão rfo alguns
c o n h e c i m e n t o s ao estudante.
Desta forma, uma seqüência de nodos que á aP n?senl,3da pu.ic jnter diversos tipos de nodos Cada seqi.Pmia de nndeu-, Por m w
,ez, está especificada num conjunto de arquivo* d, ■ controle do
cor
hi p e r t e x t o
5 E.S 0 Modulo Arquivos de Controle do Hipertexto.
Este módulo do sistema EIftC proposto por Mielke (oP c i t p.87), -foram concebidos para que o sistema possa controlar características da apresentação, como posição na tela onde serao mostrados os nodos, seqüência de nodos de acordo com cada modo de apresentação, c a r a c t e r í s t i c a s particulares de cada nodo, ligações implícitas relacionadas a cada nodo, relações de pre-requisitos entre nodos, que caminhos seguir a partir de -menus ou de situações onde o comportamento do estudante deve ser corrigido e
ainda possa avaliar as respostas deste. São necessários, portanto, um grupo de arquivos de controle que armazenarão dados sobre todos esses detalhes.
0 módulo Arquivos de Controle do Hipertexto apresenta o