CONTEÚDOS 3D PARA O ENSINO DE FÍSICA: UMA EXPERIÊNCIA COM SOFTWARE LIVRE

## CONTEÚDOS 3D PARA O ENSINO DE FÍSICA: UMA EXPERIÊNCIA COM SOFTWARE LIVRE

## 3D MATERIALS FOR TEACHING PHYSICS: AN EXPERIENCE WITH FREEWARE

José Tarcísio Franco de Camargo 1 , Estéfano Vizconde Veraszto , Eder Pires de 2 Camargo 3 , Jomar Barros Filho , João Alexandre Bortoloti , Francisco García 4 5 García 6

1 Faculdade Municipal 'Prof. Franco Montoro'/Mogi Guaçu/SP, Centro Regional Universitário de Espírito Santo do Pinhal/Espírito Santo do Pinhal/SP, jtfc@bol.com.br.

2 Faculdade Municipal 'Prof. Franco Montoro'/Mogi Guaçu/SP, Universidade Estadual de Campinas/Faculdade de Educação/LANTEC/Campinas/SP, Instituição de Ensino São Francisco/Mogi Guaçu/SP, estefanovv@gmail.com.

3 Univesrsidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho/Campus de Ilha Solteira/SP, camargoep@dfq.feis.unesp.br.

4 Faculdade Municipal 'Prof. Franco Montoro'/Mogi Guaçu/SP, jomarbf@uol.com.br.

5 Faculdade Municipal 'Prof. Franco Montoro'/Mogi Guaçu/SP, joaoalexandre.bortoloti@fmpfm.edu.br. 6 Universidad Complutense de Madrid/Madrid, fghenche@gmail.com.

## 1. Introdução e objetivos deste trabalho

As ferramentas computacionais atualmente disponíveis fornecem um cenário promissor para o desenvolvimento de aplicações multimídia, como as destinadas ao ensino de física (FIOLHAIS & TRINDADE, 2003; CARDOSO et al, 2010). Este cenário torna possível a utilização destes recursos na área de educação, seja, por exemplo, na elaboração de jogos educativos, onde determinadas habilidades podem ser desenvolvidas, seja na criação de animações ou simulações que facilitam o aprendizado de determinados conceitos. Neste contexto, este artigo apresenta uma experiência que serve como uma estratégia inicial para a difusão do uso de ferramentas computacionais gráficas aplicadas ao ensino de física e, também, para a expansão do número de profissionais habilitados nesta área. O objetivo fundamental deste trabalho é a formação de indivíduos aptos a aliar estratégias computacionais com finalidades comunicacionais e/ou educativas aplicáveis ao ensino de física.

## 2. Metodologia

Este projeto deu ênfase ao uso de ferramentas computacionais freeware para a criação de animações modeladas por computador. Para o seu desenvolvimento, era esperado que o aluno envolvido no mesmo já dominasse conceitos básicos na área de computação gráfica (FOLEY, 1994; SCHINEIDER et al, 2003; VINCE, 2006; PARENT, 2002; KUPERBERG et al, 2002). A criação de uma animação envolve uma seqüência de passos que se inicia com a definição da história a ser contada ou de um objetivo a ser alcançado em uma simulação ou em

um jogo. Definido o enredo, o passo seguinte consiste na criação do roteiro a ser seguido. A seguir, o computador passa a tomar parte quase que integral de todo processo criativo, sendo utilizado na criação/modelagem dos atores e do cenário da animação, além da síntese dos quadros que comporão a animação. Neste trabalho, os recursos computacionais estão intimamente vinculados a todo o processo criativo, sendo usados desde a concepção artística dos atores e cenários, passando pela geração de todos os quadros da animação, até a síntese do filme e sua trilha sonora. Os seguintes pacotes sob licença de software livre foram utilizados: o PoVRay (http://www.povray.org, PoV-Ray, 2010) e o Blender (http://www.blender.org, BRITO, 2007).

## 3. Estratégias de desenvolvimento e resultados

A incorporação e apropriação de diferentes recursos computacionais na educação levanta questões relevantes como as apontadas por Franco, Cordeiro & del Castillo (2003): Quais as melhores formas de incorporar esses novos recursos no cotidiano escolar? Quais as conseqüências do uso dos ambientes virtuais para a aprendizagem dos alunos? De forma a contribuir nesta área, este trabalho centrou esforços na produção de conteúdo 3D capaz de mobilizar conhecimentos acadêmicos nos alunos desenvolvedores e também construir material inédito para a educação em diferentes níveis, além de aliar recursos computacionais no processo de ensino-aprendizagem, sem deixar de lado o processo criativo dos alunos envolvido (VERASZTO, 2009a, 2009b). Em sua fase inicial, este projeto agregou alunos que estavam cursando a disciplina Computação Gráfica e Processamento Digital de Imagens em torno do objetivo de, em grupos, desenvolverem um conjunto de animações modeladas por computador. Como ponto de partida, foi definido que a animação teria seu tema livre, tal que os alunos pudessem explorar ao máximo sua criatividade, até os limites da competência técnica de cada um para criar suas animações com um determinado grau de complexidade. Apesar da liberdade de expressão quanto ao tema, foram estabelecidas regras de formatação para o produto a ser criado. Foram criadas animações através do uso do PoV-Ray e do Blender . Especificamente, um dos grupos apresentou uma animação educativa para as Leis de Kepler, cujas imagens são mostradas na Figura 1.

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Figura 5 : Imagens de animação sintetizada por alunos. Fonte: selecionado pelos autores.

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## 4. Considerações finais e projeções futuras

Ao longo deste trabalho, os alunos estudaram conceitos relativos à animação por computador e desenvolveram animações que demonstram o potencial

das ferramentas de software livre. Foram apresentadas aos alunos diversas técnicas comumente utilizadas no processo de criação de animações. De acordo com os resultados obtidos, espera-se gerar através do uso das ferramentas Blender e PoVRay , animações mais sofisticadas, minimizando o custo de produção e o tempo de desenvolvimento. Quanto ao grupo de alunos que participou desta fase inicial do projeto, pode-se afirmar o mesmo adquiriu maturidade suficiente para: i) desenvolver projetos que se estendam para além do campus universitário, alcançando a comunidade local e, eventualmente, regional; ii) atuar como divulgadores desta tecnologia, capazes de promover a criação de novas 'células' de animadores e iii) atuar em frentes mais amplas, em projetos que envolvam outras mídias e outras tecnologias. Assim espera-se que as resultados aqui previamente conquistados sirvam de base para futuros estudos de como o processo de ensino-aprendizagem se efetiva com a utilização de tecnologias digitais.

## Referências

BRITO, A. Blender 3D - Guia do Usuário - 2ª. Ed.; Novatec Editora Ltda.; 2007; ISBN: 978-85-7522-125-9.

CARDOSO, A. V. Aprendizagem científica e tecnológica no ensino médio: uma experiência de design de material didático em 3D. Anais do II Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia . Curitiba/PR. 2010. p.1-17.

FIOLHAIS, C. &amp; TRINDADE, J. Física no Computador: o Computador como uma Ferramenta no Ensino e na Aprendizagem das Ciências Físicas. Revista Brasileira de Ensino de Física , vol. 25, no. 3, Setembro, 2003.

FOLEY, J. D. et al. Introduction to Computer Graphics . Addison-Wesley Publishing Company, Inc.; 1994; ISBN: 0-201-60921-5.

FRANCO, M. A., CORDEIRO, L. M. &amp; DEL CASTILLO, R. A. F. O ambiente virtual de aprendizagem e sua incorporação na Unicamp. Educação e Pesquisa , São Paulo, v.29, n.2, p. 341-353, jul./dez. 2003.

KUPERBERG, M. et al. A Guide to Computer Animation for TV, Games, Multimedia and Web . Elsevier Science; 2002.

PARENT, R. Computer Animation - Algorithms and techniques; Morgan Kaufmann Publishers; 2002; ISBN: 1-55860-579-7.

PoV-Ray. Development Team. PoV-Ray 3.6.1 . Documentation. 2010

SCHINEIDER, P. J. et al. Geometric Tools for Computer Graphics . Morgan Kaufmann Publishers. 2003. ISBN: 1-55860-594-0

VERASZTO, E. V. et. al. La Educación y la Interactividad: posibilidades innovadoras. Icono 14 - Revista de Comunicación, Educación y TIC , Madrid. v. 1, p. 655-665, 2009a.

VERASZTO, E. V. et al. El lenguaje audiviosual interactivo en el contexto educativo. In: Medina, A. R. (Org.). Investigación e Innovación de la docencia universitaria en el EEES . 1 ed. Madrid: Ramón Areces, Madrid. 2009b. v. 1, p. 209-218.

VINCE, J. Mathematics for Computer Graphics . 2nd. Ed. Springer-Verlag; 2006; ISBN: 1-84628-034-6.