EXPERIMENTOS COM REALIDADE VIRTUAL E AUMENTADA E O ENSINO DE FÍSICA PARA ALUNOS COM NENHUMA OU POUCA VISÃO

## EXPERIMENTOS COM REALIDADE VIRTUAL E AUMENTADA E O ENSINO DE FÍSICA PARA ALUNOS COM NENHUMA OU POUCA VISÃO

Fabiano Gonçalves Lomonaco Junior 1 , Murilo Silva Giacometti , 2 Antonio Luiz Fernandes Marques 3 , Cláudio Kirner 4

1

UNIFEI/Licenciando em Física Licenciatura, rdfp@oi.com.br 2 UNIFEI/Licenciando em Física Licenciatura, msgtti@live.com 3 UNIFEI/ICE/DFQ, amarques@unifei.edu.br 4 UNIFEI/ICE/DMC, ckirner@unifei.edu.br

## Resumo

O ensino de física para alunos com necessidades especiais é um tema que não pode continuar sendo ignorado pelos educadores. A inclusão, além de um direito para todos os alunos, é também um dever das instituições de ensino. A educação de alunos com necessidades educacionais especiais está garantida por lei e cada vez mais alunos frequentarão as salas de aula regulares e também os espaços não formais de aprendizado. Neste ano, a Universidade Federal de Itajubá inaugurou o Espaço InterCiências, um pequeno Centro de Ciências. Desde 2011 este espaço não formal de aprendizado está vinculado ao um projeto do Programa de Educação Tutorial (PET) - Formação de Professores de Ciências Exatas. Nosso PET tem como objetivo formar monitores para atuar no espaço InterCiências, para que sejam plenamente capacitados para a interação com o público e conscientizados da importância do ensino não formal e da divulgação das Ciências para a comunidade. Nossa proposta de projeto de iniciação científica (IC), vinculada ao PET, tem como objetivo desenvolver um trabalho que visa auxiliar a aprendizagem da física para alunos com nenhuma ou pouca visão utilizando ferramentas de Realidade Virtual e Aumentada para a criação de mecanismos que possam auxiliar e dinamizar a compreensão dos conceitos discutidos nas atividades realizadas durante a visita ao InterCiências. A partir de dois dos experimentos, alavanca e carrinho com lançamento de projétil, discutimos possibilidades de inclusão de alunos com nenhuma ou pouca visão.

Palavras-chave : Inclusão, deficiência visual, centro de ciências, Realidade Virtual e Aumentada

## Introdução

A Educação Inclusiva tem sido tema de reflexão para educadores em todos os níveis de ensino. A inclusão de alunos com necessidades especiais no ensino regular é um direito. A Constituição Federal (BRASIL, 1988) e a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (BRASIL, 1996) estabelecem que todas as crianças têm o direito de frequentar uma escola e de serem alfabetizados, respeitando as diferenças, os limites e as possibilidades de cada um.

De acordo com a Declaração de Salamanca (UNESCO, 1994), os alunos portadores de necessidades educacionais especiais devem ter acesso às escolas regulares e estas devem se adequar para satisfazer às necessidades dos mesmos.

A inclusão de pessoas com necessidades educacionais especiais só foi incorporada ao conjunto dos PCNs (Parâmetros Curriculares Nacionais) em 1998, depois da institucionalização dos mesmos, por meio do documento 'Adaptações

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Curriculares: estratégias para a educação de alunos com necessidades especiais' (BRASIL, 1998).

Mas, apesar das leis destinadas a normatizar o processo de inclusão de alunos com necessidades educacionais especiais, muitas pessoas ligadas a Educação afirmam não se sentirem preparadas para enfrentar tal desafio (FERNANDES; HEALY, 2007). O estudo de metodologias adequadas à aprendizagem que utilizem recursos visando à educação inclusiva e à busca de material didático adequado se torna necessário para qualificar os Educadores para este novo desafio. Estes estudos devem visar uma Educação de qualidade para todos.

Neste ano a Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) inaugurou o Espaço InterCiências, seu próprio Centro de Ciências, que foi financiado pelos projetos aprovados nos seguintes editais: a) PROMOVE ENGENHARIA NO ENSINO MÉDIO 05/2006, MCT/FINEP/FNDCT, A Engenharia sob um olhar das Ciências: um lugar interdisciplinar; b) Programas de Consolidação das Licenciaturas - PRODOCÊNCIA 2006, 2009 e 2010 (MEC/SESu/DEPEM) e c) Projeto de criação do Núcleo interdisciplinar de ensino de ciências e tecnologias associadas , do FINEP. Vinculado a ele, criou-se o grupo PET - Formação de Professores de Ciência Exatas, tendo como uma de suas funções a formação de monitores capacitados para atuar em um espaço como esse. (JACOBUCCI e colaboradores, 2008)

Nossa proposta de projeto de iniciação científica tem como objetivo a inclusão de pessoas com pouca ou nenhuma visão nas atividades desenvolvidas no espaço InterCiências da UNIFEI, dentro do nosso projeto PET, utilizando ferramentas de Realidade Virtual e Aumentada (RVA).

## O PET

- O Programa de Educação Tutorial é vinculado à Secretaria da Educação Superior - SESU/MEC. Foi criado para apoiar atividades acadêmicas que integram ensino, pesquisa e extensão. O Programa conta com 400 grupos em instituições de ensino superiores públicas e privadas de todo o país.
- O PET é composto por grupos tutoriais de aprendizagem e busca propiciar aos alunos, sob a orientação de um professor tutor, condições para a realização de atividades extracurriculares, que complementem a sua formação acadêmica.

As atividades extracurriculares que compõem o Programa têm como objetivo garantir aos alunos do curso oportunidades de vivenciar experiências não presentes em estruturas curriculares convencionais, visando a sua formação global e favorecendo a sua formação, e ambos os aluno e tutores recebem um incentivo de bolsa.

## Objetivos do programa:

- · Desenvolver atividades acadêmicas em padrões de qualidade de excelência, mediante grupos de aprendizagem tutorial.
- · Contribuir para a elevação da qualidade da formação acadêmica dos alunos de graduação

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

- · Estimular a formação de profissionais e docentes de elevada qualificação técnica, científica, tecnológica e acadêmica
- · Formular novas estratégias de desenvolvimento e modernização do ensino superior no país
- · Estimular o espírito crítico, bem como a atuação profissional pautada pela ética, pela cidadania e pela função social da educação superior. (BRASIL, 2010)
- O programa PET - Formação de Professores de Ciências Exatas da UNIFEI conta com 12 bolsas para alunos dos cursos em licenciatura em física e matemática, sendo seis vagas para cada curso.

## Realidade Virtual e Aumentada

RVA é caracterizada pelo uso de diversas tecnologias digitais para criar a ilusão de uma realidade que não existe de verdade, fazendo a pessoa mergulhar em mundos criados por um computador. Alguns dos primeiros usos foram em simuladores de vôo, que ajudavam a treinar futuros pilotos. Diferentemente que muitos acreditam, a realidade virtual não somente serve para jogos de computador ou brincadeiras, mas ela também pode nos ajudar no ensino da física, auxiliando inclusive na acessibilidade de pessoas com necessidades especiais. Por meio dela, engenheiros conseguem testar projetos de automóveis e aviões antes de gastar dinheiro fazendo protótipos. Projeções semelhantes são usadas em simulações de batalhas, nas pesquisas de engenharia genética e até no estudo da previsão do tempo. A maior parte das imagens que criam essas realidades virtuais são montadas em modelos 3D de computação. Mesmo com todo esse avanço ainda há muito a explorar nessa área. (KIRNER & SISCOUTTO, 2012)

## Funcionamento

Podemos resumir as principais características da RVA da seguinte forma:

- 1) Equipamentos necessários
- a) objeto real com algum tipo de marca de referência, que possibilite a interpretação e criação do objeto virtual;
- b) câmera ou dispositivo capaz de transmitir a imagem do objeto real;
- c) software capaz de interpretar o sinal transmitido pela câmera ou dispositivo.
- 2) Processo de formação do objeto virtual
- a) coloca-se o objeto real em frente à câmera, para que ela capte a imagem e transmita ao equipamento para interpretação,
- b) a câmera 'enxerga' o objeto e manda as imagens, em tempo real, para o software que gerará o objeto virtual,
- c) software já estará programado para retornar determinado objeto virtual, dependendo do objeto real que for mostrado à câmera,

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

- d) dispositivo de saída (que pode ser uma televisão ou monitor de áudio para vídeo descrição) exibe o objeto virtual em sobreposição ao real, como se ambos fossem uma coisa só.

## Experimentos escolhidos

## 1) Experimento Alavanca

A alavanca é um objeto rígido que é usado com um ponto fixo apropriado (fulcro) para multiplicar a força mecânica que pode ser aplicada a outro objeto (resistência). Isto é denominada também vantagem mecânica, e é um exemplo do princípio dos momentos.

A força aplicada em pontos de extremidade da alavanca é proporcional à relação do comprimento do braço de alavanca medido entre o fulcro e o ponto da aplicação da força aplicada em cada extremidade da alavanca, ou seja, quanto maior o 'braço' menor será a força aplicada.

- a) Respectivos pontos da RVA

Na Figura 1 apresentamos o aparto experimental com a alavanca e os pontos onde iremos inserir as instruções através de RVA.

- · Ponto 1 - Assento - Pedindo pra uma pessoa se sentar enquanto a outra realiza o experimento
- · Ponto 2 - Braço Fixo - Explicação: ponto fixo apropriado para multiplicar a força mecânica que pode ser aplicada a outro objeto. Neste momento a pessoa realiza o primeiro teste e tira suas primeiras conclusões.
- · Ponto 3 - Braço Móvel - O braço pode ser projetado para fora pra que a força que a pessoa aplicará fique menor. Nesta etapa a pessoa nota a diferença e conclui o experimento da alavanca.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 1: Alavanca e os pontos da RVA

<!-- image -->

- 2) Experimento Carro com Lançamento de uma Bola

Na Figura 2 apresentamos o aparato experimental. A seguir apresentamos a descrição de cada um dos seus componentes.

- · Carrinho: Esse experimento tem como base a conservação de movimento. Quando elevado a certa altura da rampa e solto, o carrinho desce com uma velocidade. O carrinho passa por determinado ponto, ativa o disparo de uma bolinha. A bolinha tem a mesma velocidade do carrinho, fazendo seu trajeto por cima do túnel, caindo no carrinho novamente.

Figura 2: Carro com lançamento e os respectivos pontos de RVA

<!-- image -->

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

- · Desenvolvendo os pontos: Para usar a Realidade Virtual Aumentada no experimento do carrinho, tivemos que estudar pontos que, em contato com um cartão magnético ou imagem, ativam o programa de computador que explica o que fazer ou o que acontece. É essa a nossa base para o ensino diferenciado.
- a) Pontos do experimento carro com lançamento
- 1 - Nesse ponto vamos explicar o que é o experimento fazendo com que o aluno toque o carrinho, veja o formato da rampa, e também o túnel.
- 2 - Nesse ponto explicaremos como acontece, qual o mecanismo do carrinho e o que e como é ativada a bolinha.
- 3 - Nesse ponto vamos dizer qual a física do experimento e deixar claro de forma simples dando exemplos.
- 4 - Neste ultimo ponto, o aluno vai refazer o experimento, mas de maneira diferenciada, vai colocar a mão sobre o túnel para parar a bolinha e ver que realmente a bolinha cai do outro lado.

Com esses pontos pretendemos fazer com que o aluno com pouca ou nenhuma visão consiga sentir o que se passa e interagir completamente para o melhor aprendizado.

## Considerações finais

Acreditamos que através do desenvolvimento destas atividades melhoraremos significativamente a formação dos licenciando em física da UNIFEI.

Acreditamos também que a discussão sobre inclusão de pessoas com necessidades especiais nas atividades desenvolvidas no Espaço InterCiências será benéfico não somente para os portadores de necessidades educacionais especiais mas também para toda a equipe de monitores e professores que compõem a equipe gestora do espaço.

## Referências

BRASIL. Constituição da República Federativa do Brasil . Brasília: Imprensa Oficial, 1988.

BRASIL. Ministério da Educação. Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional: LDB nº 9394, de 20 de Dezembro de 1996 .

BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais: Adaptações Curriculares / Secretaria de Educação Fundamental. Secretaria de Educação Especial. - Brasília: MEC / SEF/SEESP, 1998.

BRASIL. Ministério da Educação. Manual de Orientações Básicas - PET , 2010

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

FERNANDES, S. H. A. A.; HEALY, L. Ensaio sobre a inclusão na Educação Matemática, Rev. Ib. Am. Ed. Mat ., n. 10., p. 59-76, Jun 2007

JACOBUCCI, D. e colaboradores, Formação de Monitores do Museu de Ciências da DICA: Preparo além da prática. XI Encontro de Pesquisa em Ensino de Física. Curitiba, 2008.

KIRNER, C., SISCOUTTO, R. (ed.), Realidade Virtual e Aumentada - Conceitos, Projeto e Aplicações , livro do Pré-Simpósio - IX Symposium on Virtual and Augmented Relity, 28 de maio de 2007, Petrópolis, RJ. Disponivel em: &lt;http://www.ckirner.com/download/livros/Livro-RVA2007-1-28.pdf&gt;. Acesso em 30 jul. 2012.

UNESCO. Declaração de Salamanca sobre Princípios, Política e Práticas na Área das Necessidades Educativas Especiais 1994. UNESCO, 1994.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_