Pular para o conteúdo
Buscador da Pesquisa em Ensino de Física Busca em texto completo · v0.3.0

A INVESTIGAÇÃO DA MODELAGEM COMPUTACIONAL QUALITATIVA NA CONSTRUÇÃO DE MODELOS ATRAVÉS DO AMBIENTE MODELAB²

Thiéberson Gomes, Rodrigo Marques, Laércio Ferracioli

Evento
Encontro de Pesquisa em Ensino de Física ↗ (EPEF)
Edição
XI
Ano
2008
Data
24/10/2008
Linha de pesquisa
Tecnologias E Novas Abordagens No Ensino Da Física
Tipo
Comunicação

Abrir o PDF original ↗ Baixar referência .bib Ver todos do EPEF 2008

Texto completo

## A INVESTIGAÇÃO DA MODELAGEM COMPUTACIONAL QUALITATIVA ÃÉ Ç NA CONSTRUÇÃO DE MODELOS ATRAVÉS DO AMBIENTE MODELAB²

## THE INVESTIGATION OF THE QUALITATIVE COMPUTER MODELLING BUILDING MODELS TROUGH THE MODELLING ENVIRONMENT

Thiéberson Gomes¹ , Laércio Ferracioli² , R Rodrigo Marques³

¹Universidade Federal do Espírito Santo , thiebereson@gmail.com

² Universidade Federal do Espírito Santo , laercio.ufes@gmail.com

³PUC - RJ , rodrigomas85@yahoo.com.br

## Resumo

Este trabalho relata resultados de um estudo sobre a Modelagem Computacional Qualitativa através do Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativa ModeLab². O estudo foi desenvolvido a partir de um Curso de Extensão aplicado a estudantes universitários ingressantes no Curso de Física da Universidade Federal do Espírito Santo cujo principal objetivo foi investigar o o Processo de Modelagem Computacional realizado por estudantes universitários em atividades de modelagem expressiva. Neste estudo foi possível, também, investigar a eficiência das ferramentas de coleta e acompanhamento de atividades de modelagem integradas ao Ambiente ModeLab². Como resultados o estudo mostrou que os estudantes foram capazes de construir modelos a partir de um texto base s sobre o sistema proposto e de implementálos no Ambiente ModeLab². Os estudantes também foram capazes de analisar os modelos através da visualização de seu comportamento e de validá-los ou refutá-los , com base no comportamento observado. Em relação às ferramentas de coleta e acompanhamento de atividades de modelagem, elas ocasionaram uma redução considerável no no tempo de coleta de dados, uma vez que otimiz aram o acesso aos dados do Processo de Modelagem Computacional, abrindo horizontes para a sua utilização em grandes amostras.

Palavrasschave: m modelos, modelagem, ambientes de modelagem computacional .

## Abstract

This paper reports results of a study about the Qualitative Computer Modelling trough the Qualitative Computer Modelling Environment ModeLab². The study was developed based on a Extension Course applied to university students startrting the Physics Course in the Federal University of Espírito Santo. The study aim at investigating also the efficiency of the collect data tools integrated in the Environment ModeLab². Results shows that students were able to build models based on a small text about the proposed system and to implement it in the Environment Modelab². It was also observed that students were able to analyze the built models trough the visualization of its behavior and validate or refuse it, based on the observed behavior. Related to the data collection tools, they allow diminishing considerably the time of data collection, because they optimized the access to the data of the Model Building Process. It means that the Environment ModeLab² can be used in studies with large samples.

Keywords: models, modeling, computer modelling environments .

## Introdução

Os Parâmetros Curriculares Nacionais têm orientado para a adequação dos currículos à realidade contemporânea e aos avanços tecnológicos (PCN+, 2002) . Contudo, tais orientações não apontam diretrizes claras para essa adequação tornando necessário o desenvolvimento de estudos sobre a integração das novas T Tecnologias d de Comunicação e Informação no contexto educacional, uma vez que a simples utilização sem a devida sistematização e reflexão não asseguram o sucesso de iniciativas dessa natureza. Para dar cabo disso, existem algumas v vertentes de trabalho , sendo que uma delas investiga a integração da tecnologia da informática através de atividades de modelagem computacional na na aprendizagem de Tópicos de Ciências (e.g. Bliss e Ogborn, 1994; Ferracioli, 2003) . O presente trabalho relata resultados de um estudo no qual estudantes universitários desenvolveram atividades de modelagem expressiva utilizando o a ambiente de modelagem computacional qualitativa M ModeLab² .

## Fundamentação Teórica

O advento dos computadores e os avanços tecnológicos têm contribuído de forma significativa para a sua integração em praticamente todos os setores da sociedade. A versatilidade, a velocidade e a interatividade podem ser citados como os principais fatores que contribuíram para a integração do computador no cotidiano como ferramenta de apoio e suporte. No meio científico o computador proporcionou a evolução nos métodos de investigação, implicando em uma maior agilidade na obtenção de resultados , permitindo que o tempo de sua obtenção destes passasse de meses para dias ou até mesmo horas. Através de um computador, baseado em séries pretéritas ou pressupostos teóricos, é possível criar modelos sobre o mundo e, além disso, realizar simulações projetando cenários futuros, corroborando ou refutando modelos teóricos. Portanto, a modelagem computacional l pode ser utilizada nas mais diversas áreas de pesquisa na busca do entendimento do mundo, do homem e da relação entre os dois .

No contexto educacional, a utilização do computador foi iniciada por Papert (1980) na integração da linguagem LOGO, uma linguagem de programação voltada para crianças, a partir do contexto de m micromundo como um incubador para o conhecimento . Essa ferramenta continua, ainda, sendo explorada (Klopfer, Yoon e Um , 2005) , no entanto, a necessidade de se a aprender uma linguagem de programação é uma de suas principais críticas . Além disso, o os avanços na computação gráfica abriram a possibilidade ao desenvolvimento de Ambientes de Modelagem Computacional que evitassem a necessidade do aprendizado de uma linguagem de programação, tornando p possível uma abordagem da Modelagem Computacional voltada para a tarefa e não para a ferramenta. Isso acarreta uma redução na carga cognitiva da aprendizagem da linguagem de programação e, até mesmo, da aprendizagem do próprio ambiente utilizado.

Entretanto, para que a modelagem computacional seja efetivamente integrada ao contexto educacional é necessária uma mudança de paradigma nos processos de ensino e aprendizagem a qual somente ocorrerá quando professores e estudantes tiverem amplo acesso aos recursos das Tecnologias da Informação e Comunicação para esse fim aliado à disponibilidade de ambientes de modelagem computacional. Atualmente, observa-s-se que os computadores estão cada vez mais próximos do contexto escolar , apesar do descompasso na implantação desta infra-estrutura associado à falta de ações d de formação continuada de professores sobre a integração desse ferramental, principalmente em países emergentes e em desenvolvimento, pode-ese observar o investimento em laboratórios de informática em escolas de todos os

níveis (MEC, 2008) . Dessa forma, a utilização da modelagem computacional no contexto educacional passa a ter uma possibilidade concreta a partir do desenvolvimento tanto de Ambientes de Modelagem Computacional quanto de metodologias adequadas a este fim (Gomes, 2008). ). Em relação às metodologias já existentes, uma delas se utiliza de atividades de modelagem computacional, que , de acordo com o tipo de interação entre estudantes e modelos , são classificadas e em:

## · Atividades de Modelagem Exploratória

Estudantes interagem com modelos construídos por especialistas através de simulação e visualização, não podendo modificácá-los em suas estruturas, mas apenas nos parâmetros (e.g. Morelato e Ferracioli, 2007);

## · Atividades de Modelagem Expressiva

Estudantes são solicitados a construir, simular e visualizar modelos e, caso necessário, modificar os modelos construídos (e.g G Gomes e Ferracioli, 2004) .

Em relação aos os ambientes de modelagem computacional, estes podem ser classificados de acordo com o raciocínio associado a eles, em:

## · Ambientes de Modelagem Quantitativa

Necessitam da especificação de variáveis e e e seus valores numéricos na construção de modelos (Rampineli e Ferracioli, 2006);

## · Ambientes de Modelagem Semiquantitativ a

Necessitam da especificação de variáveis e e e suas relações, mas não de seus valores numéricos s (Camiletti e Ferracioli, 2002);

## · Ambientes de Modelagem Qualitativ a

Não necessitam da especificação de variáveis o ou q quantidades, mas d dos objetos que constituem o sistema e e das regras que determinam o o comportamento desses objetos (Gomes e Ferracioli, 2006) .

O presente estudo foi realizado utilizando o AmAmbiente de Modelagem Computacional Qualitativa denominado ModeLab², acrônimo de Modelling Laboratory 2D (ModeLab², 2008) o qual é descrito na próxima seção . A escolha de um Ambiente de Modelagem desse tipo originou-se da prerrogativa dos PCN's que incentivam a utilização de modelos com uma abordagem inicial dos aspectos qualitativos dos sistemas e somente em seguida uma abordagem de seus aspectos quantitativos (PCN+, 2002). Segundo o SAEB - Sistema de Avaliação da Educação Básica - - mais de 70% dos estudantes da terceira série do Ensino MéMédio não possui domínio sobre o ferramental matemático adequado a esta série (Prova Brasil, 2005), acarretando um baixo desempenho em todas as disciplinas nas quais este ferramental é exigido. Neste sentido, Ogborn (1999) sugere que a utilização da modelagem computacional em paralelo aos conteúdos específicos de cada disciplina poderia levar os estudantes a adquirirem habilidades em relação à Matemática.

## Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativa ModeLab²

Com base no trabalho de Gomes (2003), em 2004 o Laboratório de Tecnologias Interativas Aplicadas à Modelagem Cognitiva iniciou o projeto de pesquisa A Integração da Modelagem Computacional Baseada nas Regras de Autômatos Celulares no Aprendizado Exploratório em Ciências (Ferracioli, 2004), financiado pelo CNPq. O projeto culminou no desenvolvimento do Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativa ModeLab² que possui dois objetivos principais: o primeiro é ser um Ambiente de Modelagem Qualitativa onde o aprendizado da ferramenta não seja empecilho à exexecução das atividades e o segundo, ser uma ferramenta de pesquisa sobre os modos de raciocínio dos estudantes na construção de modelos.

## Construção de Modelos n no A Ambiente ModeLab²

Os modelos são construídos no Ambiente ModeLab² sobre a metáfora denominada de " objetos e eventos " , na qual determinados s sistemas da natureza podem ser representados por objetos s que interagem entre si através de regras, e que dessa interação são gerados eventos . Alguns exemplos desses sistemas são um gás em expansão, o decaimento radioativo e o crescimento de cristais. A A construção de um modelo , nessa metáfora , necessita do prévio estabelecimento dodos elementos - objetos e regras -- relevantes à à representação desse sistema . No caso dos objetos eles podem ser:

## · Atores

Objetos que agem d diretamente no modelo e podem se mover sobre os cenários;

## · Cenários

Regiões onde os atores estão situados as quais podem influenciar o seu comportamento.

- O modelo do sistema de uma rua, por exemplo, poderia possuir os objetos carro , p pedestre , rua a e calçada . Onde carro o e pedestre seriam classificados como Atores e rua a e c calçada como C Cenários .

Em relação às regras, no ModeLab² elas são de interação local e construídas a partir da estrutura causal se [condição inicial]l], então [efeito] . Cada uma delas possui uma chance de acontecer. Portanto , na criação de uma regra, é necessário estabelecer a condição inicial a ser satisfeita , o efeito gerado da sua ocorrência e uma probabilidade . Cada ocorrência de uma regra é c chamada de evento e no no caso do sistema de uma rua, algumas regras possíveis são:

se [caminho livre],

então [carro anda]

se [sinal vermelho],

então [carro pára]

O claro entendimento destes elementos é condição para a construção coerente dos modelos . A próxima seção , apresenta brevemente a interface desse ambiente , as ferramentas para a construção de modelos e as ferramentas de coleta e acompanhamento de atividades de modelagem.

## Interface principal do Ambiente ModeLab²

Figura 1:InInterface gráfica do ModeLab²

<!-- image -->

A interface do Ambiente ModeLab²b², Figura 1, foi desenvolvida de forma a permitir abrir, simular e observar mais de um modelo simultaneamente. Sua estrutura é ÁÁ constituída de duas áreas principais: a Área de Simulação e Visualização o e a Área de Modelagem .

## Área de Modelagem

Os modelos os são construídos na Área de Modelagem a qual é constituída de duas ferramentas principais :

## · Editor de Objetos

Mostrado na Figura 2 , permite criar os objetos do modelo e classificá-los de acordo com o seu papel no modelo.

Figura 2:Editor de Objetos

<!-- image -->

## · Editor de Regras

Mostrado na Figura 3, permite a criação e a manipulação das regras que determinam o comportamento dos objetos .

Figura 3:Editor de Regras

<!-- image -->

## Área de Simulação e Visualização

Possui a Janela de Simulação e Visualização ão o na qual os objetos são dispostos para i interagirem entre si d durante a simulação gerando o comportamento do modelo .

## Criação de regras no Ambiente ModeLab²

A implementação das regras no Ambiente ModeLab² é realizada na Janela de Edição de Regras e é dividida nos três seguintes passos:

Passo 1: Condição inicial

Qual condição executará a regra;

## Passo 2: Natureza da mudança

Escolha do aspecto da condição inicial que será modificado;

## Passo 3: Efeito da regra

Que efeito será gerado pela regra.

Figura 4:Janela de Simulação e Visualização

<!-- image -->

As As Figuras 5 e 6 mostram os três passos de criação de uma regra de movimento de um A Ator na Janela de Edição de Regras .

<!-- image -->

<!-- image -->

Figura 5:Passo s de criação d a regra de movimento da partícula

<!-- image -->

Uma vez criada a regra, é possível visualizá-la através da ferramenta Resumo da regra, que mostra os três passo da regra simultaneamente .

Figura 6:Resumo da regra de movimento retilíneo

<!-- image -->

## Ferramentas de Coleta e Acompanhamento de Atividades

No sentido de tornar o Ambiente ModeLab² também uma ferramenta de pesquisa, o seu desenvolvimento contemplou a integração de ferramentas para

otimização da análise do Processo de Modelagem Computacional realizado por estudantes. Essas f ferramentas foram desenvolvidas com base nos trabalhos de Gomes (2003) e Rodrigues (2006) que realizaram estudos sobre a modelagem computacional qualitativa utilizando o Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativa Worldmaker (Ogborn, 1999). Dentre as principais ferramentas estão:

## · Arquivo Log

Regisistra todas as ações dos estudantes relacionadas à c construção do modelo;

## · Exportação da Estrutura de modelos

Permite visualizar externamente ao Ambiente ModeLab² a estrutura de modelos construídos por estudantes.

Terminada essa breve descrição do Ambiente MoModeLab² a próxima seção descreve a metodologia utilizada n neste estudo .

## Metodologia

Este estudo teve os objetivos de investigar o Processo de Modelagem Computacional utilizando o Ambiente ModeLab² e verificar a eficácia das ferramentas de análise e acompanhamento de atividades de modelagem. Para a s sua realização foi desenvolvido um Curso de Extensão constituído de 4 4 módulos com duração de 50 minutos e 1 módulo com duração de 100 minutos. O instrumento de coleta de dados desenvolvido para este estudo foi dividido em duas partes:

## Parte 01: Material Instrucional

Utilizado no Primeiro , Segundo o e Terceiro Módulos s do Curso de Extensão com enfoque no Processo de Modelagem Computacional Qualitativa;

## Parte 02: Instrumento de Coleta de Dados propriamente dito

Utilizado no Quarto e Quinto Módulos s do Curso de Extensão com objetivo de coletar dados para o estudo .

A Parte 01 do Material instrucional possuía conteúdos relacionados a modelos, modelagem, modelagem computacional e ao Ambiente ModeLab² e teve o objetivo de assegurar que os estudantes adquirissem habilidades na construção de modelos nesse ambiente. A Parte 02 era constituída de um texto base sobre o sistema em questão e um conjunto de procedimentos denominado Passos de Construção de Modelos que guiou os estudantes no processo de modelagem computacional. São eles:

1ºPasso - Definição do sistema a ser estudado

2ºPasso - Escolha do fenômeno de interesse

3ºPasso - Listagem dos objetos relevantes

4ºPasso - Classificação dos objetos em m Atores s e Cenários

5ºPasso - Listagem das regras de interação entre os objetos

6ºPasso - Criação de regras no papel n na estrutura de regras do Ambiente ModeLab²

7ºPasso - Implementação das Regras no Ambiente ModeLab²

8ºPasso - Simulação

9ºPasso - Validação do modelo

Do 1º ao 6º passos, os estudantes eram levados a construir o o modelo s somente no papel e escrevendo suas idéias. Do 7º ao 9º passos era solicitado aos estudantes que implementassem, no Ambiente ModeLab², o modelo construído no papel .

Os tópicos abordados nas atividades de coleta de dados foram o fenômeno dede Expansão dodos Gases e o sistema Predador-r-Presa. A escolha destes tópicos para a investigação foi baseada na diferença de complexidade e familiaridade dos estudantes com os mesmos. Este artigo abordará somente as atividades de modelagem relativas ao f fenômeno de Difusão dodos Gases , c caracterizado por uma sala isolada na qual um gás

se expande, após ser liberado de um dos cantos, , e toma conta de toda a sala. Assim, o modelo a ser construído pelos estudantes deveria representar o fenômeno da difusão de um gás em um sistema fechado o e deveria s ser constituído de dois objetos, parerede e molécula do gás, e três regras, molécula se move , molécula colide com molécula e molécula colide com parede . A amostragem utilizada neste estudo foi constituída de 12 estudantes universitários ingressantes no Curso de Física da Universidade Federal do Espírito Santo no semestre 2008/I. Foram disponibilizados dois horários de aplicação do Curso de Extensão, um de manhã e outro à tarde para permitir que o maior número possível de alunos pudesse participar. Os estudantes foram dispostos em dupla para que as idéias fossem expostas e os diálogos registrados. A base de dados c constituiu-s-se de Diálogos das duplas, informações escritas no papel pelos estudantes, do vídeo capturado da tela do computador, do Arquivo Log e da estrutura dos modelos finais construídos pelos estudantes. Como os os dados coletados no estudo são de natureza qualitativa foi utilizadada uma técnica apropriada a este tipo de dado denominada d de Rede Sistêmica (Bliss, Monk e Ogborn, 1983) .

## Análise dos dados

As redes sistêmicas são utilizadas para avaliar dados qualitativos através da categorização de seus principais aspectos. Esta categorização é feita utilizando-s-se os elementos básicos c colchete e e c chave, onde:

- · [ [ :usado para representar qualquer conjunto de escolhas exclusivas;
- · {:usada para representar um conjunto de escolhas que ocorrem simultaneamente .

A partir destes elementos foi construída a rede sistêmica que enfocou o Processo de Modelagem Computacional dos estudantes através do Ambiente ModeLab² . Os aspectos incluídos na rede refletem o conjunto de comportamentos observados em todas as duplas. No entanto, isso não significa que necessariamente todas as duplas apresentaram todos estes comportamentos. A Assim, para simbolizar que em um conjunto de escolhas exclusivas existem algumas escolhas que podem ser simultâneas, utiliza-a-s-se um recurso técnico das R Redes Sistêmicas denominado recursão e representado pela notação . A Rede Sistêmica gerada com base nos dados coletados possui dois aspectos mais gerais: Descrição, onde são abordados aspectos que descrevem o que foi realizado pelos estudantes no processo de desenvolvimento da atividade de modelagem expressiva e Análise, onde são abordados aspectos relativos à maneira como os estudantes desenvolveram a atividade de modelagem expressiva. Estes dois aspectos são retratados pela chave representada na Figura 7 .

<!-- image -->

O foco principal do presente artigo está na descrição do Processo de Modelagem Computacional realizado pelos estudantes na atividade de modelagem expressiva do fenômeno de Expansão dos Gases. Assim, a Figura 9 mostra a Rede SistêmicaDescrição e é possível observar que, partindo-s-se dos aspectos mais gerais à esquerda e seguindo para a direita, o nível de detalhamento vai aumentando até atingir os termos que representam informações mais próximas dos dados brutos. O quadroresumo anexado à rede mostra como foi o comportamento das duplas durante todo o processo onde a leitura por colunas esclarece qual foi o comportamento de cada dupla e a leitura por linhas proporciona a visualização de quais aspectos da rede foram comuns entre as duplas.

Figura 8:Rede Sistêmica Descrição do Processo de Modelagem Computacional

<!-- image -->

## Aspectos descritivos do Processo de Modelagem Computacional

Assim, a Descrição do Processo de Modelagem Computacional foi dividida em 5 aspectos que são representados pela primeira chave da Figura 9. Os aspectos apresentados são Início da Atividade, que descreve como se deu a seqüência inicial de desenvolvimento da atividade de modelagem; Postura de Trabalho, relacionado à atitude dos estudantes em relação à construção dos modelos; Elementos de Modelagem, que relata os elementos utilizados na construção do modelo; Versão do Modelo, que mostra uma visão geral do processo de validação do modelo pela dupla e Modelo Final, que resume os aspectos da versão final do modelo construído pela dupla.

Foi observado que todas as duplas iniciaram a atividade pela leitura do texto e que, exceto pela dupla 04, todas passaram pelos passos iniciais de construção do modelo fazendo exposição de idéias associadas ao comportamento dos objetos, às regras e aos eventos que poderiam ocorrer no modelo. Tais aspectos podem ser observados pelos seguintes excertos:

## · Comportamento dos Objetos:

"Os dois são Atores: a parede e o gás. Por que quando o gás bate na parede ele É pgqqg volta. Então é Ator. É Ator, mas não se move. Não tem Cenário."

## · Regras

"Então a gente tem que fazer uma regra pra bater na parede e vo ltar que é aquela que a gente fez ontem."

## · Eventos

"O gás está se expandindo e batendo na parede. Expansão do gás"

Em relação à Postura de trabalho o foi observado que as duplas 04, 05 deram ênfase à criação de regras no papel, enquanto as duplas 01 e 02 deram ênfase à construção de regras no Ambiente ModeLab². As duplas 03 e 06 deram ênfase à

construção de regras tanto no papel quanto no ambiente . Em relação aos Elementos de modelagem , a quarta chave mostra que todas as duplas conceituaram corretamente os objejetos, exceto pela dupla 05 que classificou a parede como cenário. Em relação às regras, as duplas 01 e 02 listaram, no papel, eventos ao invés de regras e as demais duplas listaram as regras como geradoras de evento.

No aspecto Versão do modelo , observa -s -se que todas as duplas construíram modelos que se comportavam como o esperado na primeira tentativa, exceto pela dupla 01 cujo modelo necessitou de duas alterações. A dupla 05 05 classificou a parede como cenário, m mesmo assim o modelo se comportou como o esperado, uma vez que as regras criadas contornaram essa deficiência . O quinto e último aspecto da Descrição , Modelo final, mostra que todas as duplas criaram um Número de elementos de modelagem compatível com o modelo esperado, ou seja, o número de regras coerentes foi suficiente e o número de regras incoerentes no modelo da dupla 05 foi não prejudicial . Portanto, os modelos de todas as duplas apresentaram o comportamento esperado.

Esse resultado mostra que o Ambiente ModeLab² possibilitou aos estudantes construírem adequadamente modelos sobre o tema proposto, mostrando-s-se adequado à sua utilização em trabalhos futuros. Em relação às ferramentas de análise e acompanhamento de atividades, o Arquivo Log foi bastante útil durante a análise dos dados da dupla 04, um a vez que foi perdido o áudio do início da atividade desta dupla. Através dessa ferramenta foi possível reproduzir as ações dessa dupla durante a construção da primeira versão do modelo. Já a ferramenta Exportação da Estrutura de Modelos foi largamente utilizada neste estudo na análise dos modelos finais dos estudantes.

Em um estudo anterior, Gomes e Ferracioli (2004) apresentaram resultados sobre a utilização do Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativa W WorldMaker em atividades de modelagem expressivava. A Figura 9 r resgata os aspectos Versão do Modelo e Modelo final l da Rede Sistêmica Descrição do Processo de Modelagem Computacional desse trabalho, o qual será referenciado no texto como GF04, para simplificação .

Figura 9: Versão do Modelo e Modelo Final da Rede Sistêmica Descrição apresentada por Gomes e Ferracioli (2004)

<!-- image -->

Percebe -s -se que uma maior ocorrência de modelos que se comportaram como o esperado e, além disso, o número de versões do modelo antes da versão final se reduziu. É certo que não se pode afirmar com clareza que esse melhor resultado foi apenas devido ao A Ambiente ModeLab², uma vez que o Curso de Extensão também foi

aperfeiçoado, entretanto, percebeu-s-se que os estudantes não apreresentaram dificuldade na criação e na modificação das regras, podendo sigignificar que a modificação na estrutura da Janela de Criação de Regras c contribui para esse fato.

## Conclusões

Este estudo mostra que o Ambiente ModeLab² possui um potencial em relação à sua integração no contexto educacional, uma vez que os resultados mostraram que os estudantes foram capazes de construir modelos sobre os sistemas propostos. Os resultados mostram, ainda, que durante o Processo de Modelagem Computacional, os estudantes chegaram a um modelo esperado já na primeira versão, exceto pela Dupla 01 que realizou 1 alteração.

Em relação às ferramentas de coleta e acompanhamento de atividades, elas se mostraram eficazes ao objetivo ao qual foram desenvolvidas. O Arquivo Log permitiu que uma parte do Processo de Modelagem Computacional de uma dupla pudesse ser recuperada, após ter sido identificado a perda do áudio do início da construção do modelo no Ambiente ModeLab². A ferramenta de Exportação da Estrutura de Modelos foi útil na obtenção das estruturas dos modelos construídos pelos estudantes o que otimizou consideravelmente a análise dos modelos finais das duplas.

Apesar de estes resultados serem promissores, o presente trabalho é é apenas um primeiro estudo sobre esta ferramenta. Trabalhos futuros utilizando o Ambiente ModeLab² podem ser realizados com os mais variados enfoques, tais como, a integração de ambientes de modelagem computacional no contexto do ensino de Ciências e a investigação de modos de raciocínio relacionados ao Processo de Construção de Modelos. Além disso, as ferramentas de análise e acompanhamento de atividades permrmitem que estes estudos sejam realizados utilizando grandes amostras.

## Agradecimentos

Trabalho parcialmente financiado pelo CNPq, CAPES e pelo FACITEC - - Fundo de Apoio a Ciência e Tecnologia do Conselho Municipal de Ciência a e Tecnologia do Município de Vitória, ES.

## ReReferêrências Bibliográficas

BLISS, Joan; MONK, Martin; OGBORN, John. Qualitative Data Analysis for Educational Research: A Guide of Systemic Networks. London: Croom Helm, 1983.

BLISS, Joan; OGBORN, Jon. Tools for exploratory Learning: A Research Programme. Journal Of Computer Assited Learning, Uk, v. 5, n. 1, p.37-50, 1989.

CAMILETTI, Giuseppi Gava; FERRACIOLI, Laércio. A Utilização da Modelagem Computacional Quantitativa no Aprendizado Exploratório de Física. Caderno Catarinense de Ensino, Florianópolis, SC, v. 18, n. 2, p.214-2-228, ago. 2001. MORELATO, Francis; FERRACIOLI, Laércio. Desenvolvimento e Avaliação de um Módulo Educacional baseado na Modelagem Computacional: Relato de um Projeto na Disciplina Informação, Ciência &amp; Tecnologia no Ensino de Ciências. In: Anais do XVII Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2007, São Luiz.

FERRACIOLI, Laercio (Ed.). Anais do IV Seminário sobre Representações e Modelagem no Processo de Ensino-A-Aprendizagem. Vitória, Es: Mabor, 202003. Disponível em: &lt;http://www.modelab.ufes.br/ivseminario&gt;. A Acesso em: 11 mar. 2008.

FERRACIOLI, Laercio . Ambientes Computacionais para o Aprendizado Exploratório em Ciência. Projeto de pesquisa mantido pelo CNPq - - Contrato 46.8522/00 -0. 2004.

GOMES, Thiéberson. A Modelagem Computacional Qualitativa Através do Ambiente ModeLab²: : Um Estudo Exploratório com Estudantes Universitários Desenvolvendo Atividades de Modelagem Expressiva Sobre Tópicos de Ciências. 2003. 233 f. Tese (Doutorado em Física) - - Universididade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2003.

GOMES, Thiéberson. A Modelagem Computacional Qualitativa no Estudo de Tópicos de Ciências: Um Estudo Exploratório com Estudantes Universitários. 2003. 220 f. Dissertação (Mestrado em Física) - - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2003.

GOMES, Thiéberson; FERRACIOLI, Laércio. A Investigação da Construção de Modelos no Estudo de um Tópico de Física Utilizando um Ambiente de Modelagem Computacional Qualitativo. In: Anais do IX Encontro de Pesquisa em EnEnsino de Física, Jaboticatubas. 2004.

Klopfer, E., S. Yoon, e T. Um. "Teaching Complex Dynamic Systems to Young Students with StarLogo." Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching. 157-178, abr 2005.

MEC. "Todas as escolas públicas terão computadores e internet até 2010." Ministério da Educação . jan 2008. Disponível em: &lt;http://portal.mec.gov.br/arquivos/pde/proinfo.html&gt;. Acesso em: 28 abr 2008.

OGBORN, Jon. Modeling Clay for Thinking and Learning. In Feurzeig, Wallace; Roberts, Nancy (Eds.) Modeling and Simulation in Science and Mathematics Education . Springer-r-Verlag, New York, p. 5-37, 1999.

OLIVEIRA, Rafael Rodrigues. A Utilização da Modelagem Computacional Qualitativa no Estudo de Difusão de Gas: Um Estudo com Estudantes Universitários. 2006. 240 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2006.

PAPERT, Seymour. Mindstorms: : Children, Computers, and Powerful Ideas. New York, NY: Basic Books, 1980.

PCN+ -Ensino Médio. Orientações Educacionais Complelementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais . B Brasília: MEC -SEMTEC, 2002.

Prova Brasil . Resultados do Sistema Nacional de Avaliação da Educação Básica. 2008. Disponível em: &lt;http://provabrasil.inep.gov.br/&gt;. Acesso em: 28 abr 2008.

RAMPINELLI, Mariana; FERRACIOLI, Laércio. Estudo do Fenômeno Colisões Através da Modelagem Quantitativa. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 23, n.1, p. 93-122, 2006

Texto extraído automaticamente do PDF: podem existir erros de conversão, especialmente em fórmulas, tabelas e figuras.