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Sistemas y Tecnologas de Informacin Actas de la 9 Conferencia Ibrica de Sistemas y Tecnologas de Informacin Barcelona, Espaa 18 al 21 de Junio de 2014 AISTI | La Salle URL | UPM | UOLS Vol. II Artculos Cortos, Poster, Empresa y Simposio Doctoral

Editores lvaro Rocha David Fonseca Ernest Redondo Lus Paulo Reis Manuel Prez Cota ISBN

CISTI 2014 | 3

978-989-98434-3-1

CRDITOS TTULO Sistemas y Tecnologas de Informacin SUB-TTULO Actas de la 9 Conferencia Ibrica de Sistemas y Tecnologas de Informacin Barcelona, Espaa 18 al 21 de Junio de 2014 Vol. II Artculos

EDITORES lvaro Rocha, Universidade de Coimbra David Fonseca, La Salle, Universitat Ramon Llull Ernest Redondo, Universidad Politcnica de Catalunya Lus Paulo Reis, Universidade do Minho Manuel Prez Cota, Universidad de Vigo EDICIN, IMPRESIN Y ACABADO APPACDM Associao Portuguesa de Pais e Amigos do Cidado Deficiente Mental, Braga, Portugal DEPSITO LEGAL 376429/14 ISBN 978-989-98434-3-1 WEB http://www.aisti.eu/cisti2014 CopyRight 2014 - AISTI (Asociacin Ibrica de Sistemas y Tecnologas de Informacin)

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The formation of mega-clusters of schools with coverage criteria. A case studyin the town of Castelo Branco 129Jos Antnio Alves Coelho Tom, Maria Cristina Canavarro Teixeira,Isabel Cristina Castanheira e Silva

Utilizao do Arduino como Estratgia Pedaggica na Aprendizagemda Lgica de Programao 134Rosangela Maria de Melo, Ivanildo Jose de Melo Filho,Fbio Denilson de Oliveira Feliciano, Rosngela Saraiva Carvalho,Josilene Almeida Brito, Alex Sandro Gomes

Valor y Riesgo en portafolios de inversin, variables crticas calculadascon un sistema Hibrido Inteligente basado en CBR. 139Carlos Fajardo, Ernesto Diaz

Artculos Poster de la Conferencia

Exportacin Online de Aceite de Oliva: Nuevos Retos 145Esperanza Gmez

A rede social SASGnose e a sua adequao nos objectivosdo programa acadmico da SAS 150Susana Venda, Brulio Alturas, Alberto Carneiro

$YDOLDomR$XWRPiWLFDHPTXHVW}HVFRPGLIHUHQWHVJUDXVGHGLFXOGDGHUma abordagem utilizando K- Nearest Neighbor 152Mrcio Pinheiro de Arago, Eloi Luiz Favero

%ODFNER[3HQHWUDWLRQ7HVWLQJRQ:HE$SSOLFDWLRQV'HQLQJD%DVLF0HWKRGRORJ\Bruno Oliveira, Fernando Barreto

&XOWLYDULQWHUDo}HVFRQiYHLVHP$PELHQWHV9LUWXDLVHFRODERUDWLYRVUm esforo para a sustentabilidade dos sistemas interactivos 156Snia Sousa, Paulo Dias, David Lamas

Desenvolvimento de dispositivo detector de vazamento de gspara automao residencial utilizando Arduino como interface 158Anderson Vieira, Saymon Belozi

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IVANILDO MELO

Utilizao do Arduino como Estratgia Pedaggica na Aprendizagem da Lgica de Programao

Using Arduino as Pedagogical Strategy in Learning Logic Programming

Rosangela Maria de Melo

IFPE Campus Belo Jardim Pernambuco Brasil UFPE Centro de Informtica Pernambuco Brasil

rosangela.melo@belojardim.ifpe.edu.br

Ivanildo Jos de Melo Filho IFPE Campus Belo Jardim Pernambuco Brasil

UFPE Centro de Informtica Pernambuco Brasil ivanildo.melo@belojardim.ifpe.edu.br

Fbio Denilson de Oliveira Feliciano

IFPE Campus Belo Jardim Pernambuco Brasil fabio.denilson@belojardim.ifpe.edu.br

Rosngela Saraiva Carvalho

UFPE Centro de Informtica Pernambuco Brasil rosangelac@gmail.com

Josilene Almeida Brito

IF Serto Pernambucano Pernambuco Brasil UFPE Centro de Informtica Pernambuco Brasil

josilene.brito@ifsertao-pe.edu.br

Alex Sandro Gomes

UFPE Centro de Informtica Pernambuco Brasil asg@cin.ufpe.br

AbstractEste trabalho teve como objetivo averiguar a aprendizagem de conceitos de lgica de programao para alunos ingressantes do ensino mdio inserindo a ferramenta Arduno como estratgia pedaggica. Para tanto, a metodologia aplicada consistiu inicialmente aulas presenciais, bem como, a posterior interao com ferramenta e de atividades avaliativas. Os resultados iniciais sinalizam que esta estratgia se mostrou adequada para materializao de conceitos abstratos que so lecionados em lgica de programao, como tambm, permitiu identificar problemas de formalizao de conceitos matemticos para resoluo das atividades que foram propostas.

Keywords-component; Lgica de Programao; Arduno; Estratgia Pedaggica. AbstractThis study aimed to investigate the learning concepts of logic programming for high-school students introducing the arduino tool as a pedagogical strategy. therefore, the methodology applied initially consisted in presencial classes, as well as the subsequent interaction with the tool and assessment activities. initial results indicate that this strategy was adequate for materialization of abstract concepts that are taught in logic programming, but it also allows one to identify formalization dificulties of mathematical concepts for solving activities that were proposed

Keywords-component; Logic Programming; Arduno; Pedagogical Strategy.

I. INTRODUCAO A lgica de programao fundamental para os estudantes

que almejam trabalhar com desenvolvimento de programas de software. , portanto, uma tcnica que visa favorecer os pensamentos para atingir determinado objetivo [1]. Est inserida dentro da disciplina de programao de computadores. Esta uma disciplina comum nas matrizes curriculares dos cursos de computao e informtica. Normalmente, ocorre no inicio da trajetria curricular com a finalidade de fornecer aos alunos subsdios bsico para o desenvolvimento do raciocnio lgico que representado atravs dos algoritmos.

Durante o processo de ensino-aprendizagem dos fundamentos de programao se percebe que grande parte dos alunos apresentam dificuldades em assimilar as abstraes envolvidas e que so requeridas pela disciplina. enfatizado que a disciplina programao tem um dos maiores ndices de reprovao em todas as instituies de ensino brasileiras [2], o que torna ponto de reflexo por parte dos professores preocupados com a melhoria da qualidade no processo, ratificando a necessidade de alteraes didticas e metodolgicas de apresentao [3].

enfatizado por [3], [4], [5] e [6] que a maioria dos alunos no consegue desenvolver o raciocnio lgico necessrio para o posterior desenvolvimento dos programas. O nvel de dificuldade no processo faz com que haja baixa motivao dos alunos, gerando apatia, baixa auto-estima e, desta maneira culminando com evaso e reprovao desses.

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evidenciado por [7] que a forma tradicional de aprendizagem da lgica de programao atravs da resoluo repetitiva de problemas na forma textual, montona e cansativa. E, por esta razo, preciso despertar no aluno o interesse pelo aprendizado procurando superar suas dificuldades. Neste sentido, um ponto crucial no processo de aprendizagem da lgica de programao como motivar o aluno, a despertar o interesse pelo aprendizado, procurando superar suas dificuldades como a falta de habilidades matemticas [8].

Ainda complementado por [9] que o modo tradicional no consegue facilmente motivar os alunos a se interessar pela disciplina, pois no claro para os alunos a importncia de certos contedos para sua formao. Os problemas inerentes ao processo de ensino de lgica de programao so inmeros, tornando-os difceis de serem tratados de forma que no se pode afirmar a existncia de uma soluo que o resolva em sua totalidade.

Esta realidade identificada pelos autores supracitados no diferente no Instituto Federal de Pernambuco IFPE especificamente no Campus localizado no municpio de Belo Jardim no Estado de Pernambuco, denominado neste trabalho como IFPE Campus Belo Jardim. A instituio vem ofertando h mais de uma dcada cursos de formao profissional na rea de informtica. As experincias em sala de aula com alunos do curso tcnico em informtica, a exemplo da a disciplina de lgica de programao vem criando ao longo dos anos nos alunos certo temor, algo que se assemelha as mesmas dificuldades na aprendizagem de disciplinas na rea de exatas.

Na Instituio, historicamente um universo de 80 estudantes so ingressantes anualmente. E, identificado que apenas 2% a 10% dos mesmos assimilam a disciplina positivamente, nmeros bastante baixos, mas que no diferem de quaisquer outras instituies e esto consoantes com [3], [4], [5] e [6]. Diante dessa realidade, muitas estratgias tem sido implementadas pelos professores para atingir melhores resultados, buscando assim, diminuir os ndices de reprovao e evaso do curso, possibilitando tambm, uma formao de melhor qualidade para os futuros profissionais nesta rea. A estratgia recente utilizada pelo IFPE Campus Belo Jardim foi utilizar a ferramenta Arduno como instrumento complementar no aprendizado da lgica de programao.

A tecnologia Arduno tem origem em 2005 na Itlia, uma plataforma de prototipagem eletrnica de hardware livre, projetada com um Microcontrolador Atmel AVR 1 de placa nica, com suporte de entrada/sada embutido. Faz uso de uma linguagem de programao padro podendo tambm ser utilizado outras linguagens tais como: Java, C, C++. O ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) para o desenvolvimento do Arduino do tipo livre (open-source) e pode ser baixada gratuitamente no site do projeto Arduno. O termo open-source mais comumente utilizado para software, entretanto quando associado ao hardware tambm compartilha dos mesmos princpios. Desta forma, o hardware do Arduno

1 Microcontrolador Atmel AVR Disponvel na Internet: .

por ser de cdigo aberto permite ser estudado, entendido, adaptado e compartilhado [10].

Para [11], o Arruno uma ferramenta livre que ao ser interligada ao computador possibilita a deteco e controle de vrios dispositivos fsicos servindo como uma plataforma de prototipagem, para o desenvolvimento de prottipos e produtos, sendo baseada em microcontroladores e num ambiente de desenvolvimento. Essa ferramenta pode ser usada sozinha ou se comunicando com o computador. As placas podem ser montadas manualmente ou pr-montadas.

Esta tecnologia um instrumento que vem solidificar a preposio de [12] e [13] onde eles enfatizam que sugerir estratgias, aplicativos e ferramentas que proporcione a colaborao e instrumentos de desenvolvimento que possibilite a execuo e visualizao de resultados parece ser uma proposta melhor. As aplicaes do Arruno podem ser utilizadas nas mais diversas reas como robtica, engenharia de transportes, segurana, musical, engenharias entre outras.

Tendo em vista as diversas possibilidades que podem ser praticadas como o Arduno. O objetivo desta pesquisa utilizar esta tecnologia como estratgia pedaggica motivacional na aprendizagem da lgica de programao e desenvolvimento da aprendizagem colaborativa nos estudantes.

Este artigo est organizado da seguinte forma: a seo II apresenta o mtodo aplicado neste experimento, a seo III evidencia os resultados. Por fim, a seo IV traz as consideraes finais desta pesquisa.

II. MTODO O mtodo aplicado nesta pesquisa tem carter exploratrio

e utilizando uma abordagem qualitativa, classificada por [14] e [15] como pesquisa no-experimental tendo em vista a realizao de estudos de fenmenos sem a interveno sistemtica do pesquisador, e com a presena de participantes, conforme afirma [16]: A pesquisa qualitativa utiliza texto com material emprico (em vez de nmeros), parte da noo da construo social das realidades em estudo, est interessada na perspectiva dos participantes, em suas prticas do dia a dia e em seu conhecimento cotidiano em relao questo em estudo. A. Seleo dos Participantes

A seleo ocorreu de forma voluntria pelo interesse em participar do projeto e pelo desejo em melhorar o desempenho individual e o conhecimento na disciplina de lgica de programao. Inicialmente reuniu-se um grupo com 12 estudantes, todos os participantes so estudantes do 1 ano do ensino mdio e com idade entre 14 e 15 anos e sem nenhum contato formal com a disciplina de lgica de programao.

B. Durao do experimento A durao desta pesquisa consistiu em 16 (dezesseis)

encontros, perfazendo uma carga horria total de 20 horas.

C. Apresentao do Contedo O experimento foi dividido em 02 (duas) fases a saber:

Fase 01: 08 encontros, onde os participantes tiveram aulas presenciais que foram apresentadas as principais estruturas e s

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comandos da disciplina de lgica de programao bem como, a resoluo de exerccios.

Efetivamente, neste momento do experimento, as aulas expositivas aconteceram de forma sistematizada, sendo auxiliadas por um aluno monitor com a finalidade de proporcionar um ambiente mais descontrado sem as formalidades do sistema tradicional, aluno e professor. O aluno monitor foi selecionado em funo do desempenho positivo nesta disciplina em semestres anteriores.

O desenvolvimento das aulas foi iniciado apenas com a participao dos alunos, e desta forma, a figura do professor tem a funo de acompanhar as atividades realizadas. Os recursos utilizados foram: quadro branco, projetor e o notebook.

Fase 02: 08 encontros, onde experimento acontece de forma similar ao que aconteceu na Fase 01, porm um novo componente adicionado para ilustrar a aplicao do contedo, este componente a ferramenta Arduino. Nesta fase, o contedo da disciplina e as principais estruturas so revistas com a utilizao da ferramenta. Esta interao aluno e a ferramenta tm por objetivo auxiliar na compreenso das estruturas apresentadas e buscar um melhor entendimento dos conceitos expostos na Fase 01. A cada contedo apresentado ao aluno fazia-se a correlao dos assuntos vistos na Fase 01 com a ferramenta. Esta fase se mostrou interessante, tendo em vista que os participantes conseguiam desenvolver as atividades propostas atravs da manipulao da ferramenta.

D. Aplicao de Instrumento Avaliativo Esta etapa objetivou a averiguao da aprendizagem em

dois momentos especficos de modo a averiguar a influncia ou contribuio da ferramenta Arduno no aprendizado de lgica de programao aos participantes.

As avaliaes ocorreram inicialmente no final da Fase 01 e no segundo momento no final da Fase 02. A avaliao aplicada foi a mesma em ambas as fases e era composta de 1 (uma) questo terica subdividida em cinco subitens e 6 questes prticas. A questo terica teve como objetivo abordar conceitos bsicos apresentados em sala de aula como, por exemplo:

a) Diferenas entre varivel Inteira e Real; b) Definio de varivies; c) Explicar funcionamneto das estruturas IF, IF e

ELSE. As demais questes foram relacionadas a construo de

pequenos programas como por exemplo:

a) Leia um nmero; teste e escreva se o nmero par ou impar;

b) Leia dois numeros inteiros;teste cada nmero e escreva se o nmero par ou impar;

c) Teste cada nmero e escreva se o nmero positivo ou negativo.

III. RESULTADOS Antes de iniciar esta seo, importante salientar que em

relao aos registros dos resultados das avaliaes dos

participantes, no se pretendeu averiguar as questes corretas na sua totalidade, mas no conhecimento que foi adquirido e apresentado durante a resoluo das mesmas nas duas Fases. Alm disso, pretende-se identificar quais as dificuldades dos participantes ao tentarem resolver as questes.

Sobre os resultados da avaliao aplicada na Fase 01 se observou que a maioria dos alunos entregou suas avaliaes em branco ou com respostas inadequadamente respondidas. As Figuras 1 e 2 apresentam recorte das provas de um dos participantes mostrando o contedo desenvolvido na primeira Fase 01 do projeto e na Fase 02.

possvel identificar na Figura 1, a avaliao feita na Fase 01 do experimento, identificado que apesar do participante no conseguir desenvolver o problema, o mesmo apenas responde as questes tericas.

Figure 1. Respostas das questes tericas na Fase 01.

Entretanto na Fase 02, aps a insero da ferramenta Arduno, o participante inicia a resoluo com alguns erros na construo do programa. Contudo o mesmo consegue expressar o raciocnio lgico que a questo exige, no momento que consegue identificar os nmeros positivos que so solicitados na questo.

Figure 2. Resposta da questo na Fase 02.

Um problema foi identificado e comum aos participantes. Na Fase 02 possvel identificar, atravs da sua resposta, que o mesmo possui um raciocnio lgico em construo,

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entretanto, tem dificuldades em expressar o conceito matemtico que a questo exige.

No que diz respeito ao aproveitamento dos participantes na Fase 01 do experimento foi identificado que 92% dos alunos no conseguiram absorver o contedo e nem desenvolver o raciocino lgico exigido nas questes, conforme apresentado atravs da Figura 3.

Figure 3. Aproveitamento dos Alunos na Fase 01.

Observa-se ainda que 8% dos alunos possuem um raciocnio lgico, mas tem dificuldades em formalizar a matemtica que o programa exige. Estes resultados podem estar associados ao primeiro contato com a disciplina e pela dificuldade natural existente no primeiro contato com este tema conforme evidenciado em [2], [3] e [7]. Do mesmo modo que sinaliza que aes preliminares podem ser estrategicamente planejadas antes da imerso total do participante ao tema lgica de programao. Assim, poder permitir que o mesmo pudesse estabelecer elos com situaes anteriormente vistas com o novo assunto que est sendo apresentado.

A Figura 4 apresenta os resultados da Fase 02 e indicam que 17% obtiveram resultados expressivos aps a utilizao da ferramenta Arduino. Este resultado apontou um aumento de 9% no nvel de aproveitamento adquirido em relao Fase 01.

Figure 4. Aproveitamento dos Alunos na Fase 02.

Apesar do valor de 17% de aproveitamento obtido na Fase 02 aparentar baixo, importante salientar que este passa a se mostrar significativo, no momento em que se considera que os participantes no tinham nenhum conhecimento prvio de

lgica de programao, como tambm, de uma linguagem de programao antes do inicio das atividades.

Dentro do objetivo da pesquisa que teve como propsito desenvolver e aplicar conhecimentos de lgica de programao de forma colaborativa entre participantes utilizando um instrumento que pudesse ser compartilhado. Ainda outro ponto a ser considerado nas circunstncias da aprendizagem, segundo [6], o relacionamento entre o professor e os alunos sendo este um fator importante para a motivao.

Os participantes estiveram presentes nas atividades o que nos leva a crer que o participante muitas vezes se torna mais interessado em um ambiente descontrado e colaborativo do que em um ambiente instrucionista onde o professor preocupa-se apenas em mostrar o que sabe.

IV. CONSIDERAES FINAIS Os resultados obtidos nesta pesquisa so iniciais, entretanto

nos permitiu identificar problemas, tais como: a dificuldade dos participantes de formalizar os conceitos matemticos e a necessidade de uma situao introdutria antes do inicio do contedo.

A introduo da ferramenta Arduno permitiu ratificar que a insero de um instrumento permitiu aos aprendizes materializarem conceitos abstratos, como os que so trabalhados em lgica de programao, em resultados reais promove situaes de aprendizagem colaborativa.

Neste momento, estes resultados nos permitir planejar com acuidade a segunda etapa deste projeto que se encontra em desenvolvimento. Esses resultados sero aplicados para a prxima etapa da pesquisa de modo que se possa estabelecer um trabalho interdisciplinar entre dos docentes do IFPE Campus Belo Jardim das reas de Pedagogia, Computao e Matemtica, alm de utilizar uma amostra significativa de participantes.

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