UMA NOVA FORMA PARA APRENDER
IoT

PBL: APRENDIZAGEM BASEADA EM PROJETOS

IoT PARA TODOS

EM TODOS OS MOMENTOS

UMA NOVA FORMA PARA APRENDER
IoT

PBL: APRENDIZAGEM BASEADA EM PROJETOS

IoT PARA TODOS

EM TODOS OS MOMENTOS

Conceito

Para coisas novas são necessárias novas estratégias de ensino. A utilização das técnicas tradicionais de ensino, apresentando conteúdos e depois execução de experimentos, se mostrou inadequada para o ensino de IoT.

Soluções IoT são multidisciplinares e seguem uma lógica diferente para serem entendidas, que difere das formas tradicionais que identificam, em geral, as tecnologias como a parte principal. Isto se mostrou um equívoco, uma vez que o negócio é mais importante e as tecnologias devem atender ao que o negócio precisa.

A metodologia proposta se baseia no aprendizado baseado em projeto (PBL), tendo sido publicado um artigo do IEEE na revista Communications Magazine em novembro de 2019, que demonstra o seu valor desta forma de ensinar IoT.

A Escola IoT Oficina utiliza uma metodologia diferenciada para ensino de IoT, que também se aplica para o treinamento especializado e desenvolvimento de projetos.

 A lógica para entender e desenvolver projetos de IoT é estruturada através de diagrama de negócio e modelo de referência.

Os cursos utilizam tem como base:

Metodologia das 3 fases, Projeto Condutor, Ambiente Virtual de Aprendizagem de IoT, Aulas Oficina e Kits Didáticos.

IMPORTANTE: as ferramentas são open source e os kits didáticos têm o projeto open hardware.

As Aulas Oficina fazem uso de um ambiente virtual de aprendizado, que utiliza e os Kits que são preparados especificamente para tratar do conteúdo do curso em questão. A proposta permite tanto aulas presenciais quanto à distância (EAD).

O aluno em qualquer curso estará sempre tratando de um projeto correlacionado com o tema que será tratado.

+ 10

Anos de Desenvolvimento
da Metodologia

+ 7

Professores e Alunos
Envolvidos

+ 5

Intituições de Ensino e
Empresas Envolvidas

+ 3

Artigos
e Dissertações Publicadas

A PBL

Novo Projeto (9)

O que é ?

A Aprendizagem Baseada em Projeto (Project Basead Learning) é uma estratégia que sempre identifica um projeto condutor que está sendo executado e o curso trata de uma parte deste projeto. Com base neste projeto condutor o assunto específico tratado no curso é conduzido através de Aulas Oficinas, que utiliza uma nova metodologia de ensino, na qual o professor passa a ser um tutor que acompanha e dá suporte aos alunos. A dinâmica da aula faz uso do Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) e do Kit Didático.

Estrutura

estrutura)iot_oficina

Estrutura

Layer-1

Base
Conceitual

Embasamento teórico e arcabouço prático para preparação e apresentação dos conteúdos com especial atenção no acompanhamento do processo de aprendizagem dos alunos;

Layer-4

Base
Organizacional

Estrutura de como serão organizados os conteúdos e a identificação destes conteúdos e como serão ministrados;

estrutura)iot_oficina
Layer-3

Base de
Oferecimento

Identifica como serão oferecidos os conteúdos com as suas especificidades;

Layer-2

Base
Materiais

Os materiais que serão utilizados para dar suporte às estratégias de ensino e aprendizagem.

Sobre

A criação da Escola IoT Oficina tem como princípio uma nova estratégia para o ensino específico de IoT. Nesta abordagem, diferenciada, são empregadas estratégias como aprendizagem baseada em projetos e técnicas pedagógicas específicas para atender à multidisciplinaridade e complexidade de IoT. O ensino se dá através de cursos que utilizam um Ambiente Virtual de Aprendizagem e Kit Didático, sendo a dinâmica dada pela Aula Oficina. Um ponto importante é a utilização de kits didáticos customizados para atender aos propósitos específicos dos cursos. Assim, a Escola IoT Oficina representa um esforço para o ensino especializado através de métodos preparados para atender às especificidades que o tema IoT exige.

METODOLOGIA DE ENSINO
DE IOT

METODOLOGIA DE ENSINO DE IOT

Metodologia das 3 fases

A metodologia utilizada identifica nesta ordem as necessidades de um projeto IoT: negócio, requisitos e implementação;

No cenário de ensino de IoT faltava uma forma de estruturar tanto o ensino quando o desenvolvimento de projetos. Em geral no mercado as tecnologias são apresentadas para resolver qualquer problema em IoT. Isto se mostrou equivocado, uma vez que são diferentes tecnologias envolvidas e era vendida uma ilusão que uma única tecnologia atendia todas as necessidades para criação de uma solução IoT.

Um exemplo disto é a venda de tecnologias sem fio, como Lora, que resolveria todos os problemas, o que não é verdade, uma vez que a princípio esta tecnologia atende ao aspecto conectividade.

Para atender a multidisciplinariedade e especificidades de IoT foi criada uma metodologia com três fases: negócio, requisitos e implementação.

Desta forma, o que norteia o ensino é um negócio a ser atendido. Esta é a primeira fase, baseado neste negócio de identifica um projeto, no qual são identificadas as necessidades para o êxito do negócio. Cada fase tem sua dinâmica como mostrado na figura.

 

Com a definição do negócio vai-se para a segunda fase, que faz o levantamento de requisitos. Para isto é utilizado um modelo de referência dividido em 6 níveis, que são percorridos de cima para baixo, partindo do que deve ser exibido para o cliente, nível 6, até os sensores e atuadores que estão no nível 1. Por fim, vai-se para a terceira fase que é a implementação. Nesta fase também é utilizado o modelo de referência, porém, de baixo para cima. Ou seja, parte-se do nível 1 – sensores e atuadores – até o nível 6 – exibição.

Planejamento e Avaliação

Norteia as Aulas Oficina

O ensino efetivo de IoT deve pressupor a existência de um Projeto Condutor que deverá ser conduzir os processos de ensino e aprendizagem. Esta estratégia se mostrou eficiente para aplicação das Aulas Oficina, tendo sido empregada nos cursos de extensão na UNICAMP. Esta abordagem se baseia no princípio a Aprendizagem Baseada em Projetos (PBL – Project Based Learning). Com esta abordagem processo de aprendizagem sempre terá um objetivo a ser atingido, que deve atender às necessidades projeto, que atende a um negócio. Todos os conteúdos e laboratórios ministrados sempre estarão de alguma forma se referenciando ao Projeto Condutor.

Para exemplificar o que seria um Projeto Condutor utilizamos um caso real com a necessidade de uma propriedade adquirir um novo sistema de geração de energia solar, que vai substituir, na maioria do tempo, um sistema de geração de energia por grupo gerador. A figura mostra uma casa sendo alimentada por um sistema fotovoltaico que deve ser monitorado. O projeto deve criar uma aplicação IoT que gere informações para serem exibidas para que o proprietário tome a decisão de comprar ou não combustível. Esta decisão depende da energia existente no banco de baterias, do nível de combustível, do custo do combustível, etc. Estas informações são apresentadas pela Internet para o proprietário. Podem ser criadas várias possibilidades para a tomada de decisão e os alunos são incentivados a pensar sobre o problema e a criar novas soluções.

Planejamento e Avaliação

Utiliza a Taxonomia de Bloom revisada para planejamento e avaliação. Busca permanentemente envolver o aluno no processo de aprendizagem

O aluno deve ser envolvido no tema a ser tratado de forma que seja o ator e não um coadjuvante nos processos. Mas para isto é necessário um processo de envolvimento que permita que o aluno sofra uma transição conduzida entre o que já sabia, o que se deseja aprender, a aplicação e a criação de novas ideias. Esta questão é fundamental para que o aluno não se perca nos conteúdos apresentados. Para atender esta questão foi identificada a taxonomia de Bloom revisada, que se aplica muito bem para nortear a criação das Aulas Oficina. Esta taxonomia é uma forma de enxergar um processo construtivo do conhecimento, indo do mais simples ao mais complexo, balizando a preparação das Aulas Oficina, que envolvem conteúdos e experimentos de forma conjugada. Esta taxonomia foi criada na década de 50 nos Estados Unidos e revisada nos anos 2000, para contemplar novas tecnologias. Certamente, para a utilização desta taxonomia na proposta, é necessário identificar as necessidades dos cursos e adequar a aos propósitos do ensino de IoT.

Imagem disponível em: https://www.researchgate.net/publication/250984421_Taxonomia_de_Bloom_revisao_teorica_e_apresentacao_das_adequacoes_do_instrumento_para_definicao_de_objetivos_instrucionais

Organização

A escola IoT Oficina se organiza em:

Um dos pilares da metodologia é a definição de um Modelo de Referência IoT Open Source (http://tede.bibliotecadigital.puc-campinas.edu.br:8080/jspui/handle/tede/1168). A criação de 6 níveis permite identificar todas as necessidades que devem ser contempladas por uma solução IoT. Este tratamento estruturado é fundamental para o ensino de IoT, uma vez que necessariamente estão presentes em qualquer solução.

Nível 6 - Exibição

Nível 5 - Abstração

Nível 4 - Storage

Nível 3 - Borda

Nível 2 - Conectividade

Nível 1 - Nó local
Sensor/Atuador

Os cursos fazem referência a este Modelo de Referência identificando qual nível ou níveis estão sendo tratados.

Cursos

Introdução às Redes de Dados Sem Fio – INF505

Disciplina INF505 faz parte do curso de extensão Redes de Computadores do Instituto de Computação da UNICAMP. https://www.ic.unicamp.br/ext/cursos/redes/disciplinas#INF505

Descrição:Apresentar ao aluno os conceitos básicos de sistemas sem fio, direcionado para projeto, abordando conceitualmente: camada física e MAC. Analisar sistema de antenas e as condições de propagação em diferentes ambientes. Realizar o linkbudget (balanço de potência) para o projeto de rede de dados sem fio, considerando: antena, meio de comunicação, potência de transmissão, sensibilidade. Estudar redes locais sem fio. Realizar experimentos com redes reais em laboratório.

Aulas: 14/03 – 21/03 – 28/03 – 04/04 – 18/04

Inscrição avulsa na disciplina:http://espredes.ic.unicamp.br/

Período para inscrição avulsa 07/02/20 a 06/03/20

Favor enviar uma mensagem no formulário abaixo para mais informações

 

Oficina IoT

Curso de Extensão FEE215 - Fundamentos e Oficina para Implantação de Aplicações envolvendo IoT em Cidades Inteligentes.

Descrição: Apresenta a Metodologia das Três Fases: negócio, requisitos e implementação. Utiliza o Modelo de Referência de seis níveis: nó local, conectividade, borda, armazenagem, abstração, exibição. Utiliza como Projeto Condutor um sistema fotovoltaico que deve alimentar uma propriedade rural durante sua utilização. O aluno passa pelas três fases da metodologia entendendo a necessidade de cada nível e fazendo a implementação da solução completa.

Aulas: 25/04 – 09/05 – 16/05 – 23/05

Inscrição: direto no site da extensão da UNICAMPhttps://www.extecamp.unicamp.br/

Favor enviar uma mensagem no formulário abaixo para mais informações

Modalidades

modalidades
i1

Presencial

Os cursos podem ser ministrados presencialmente através de alocação de espaço físico, como acontece na extensão da UNICAMP. Neste caso os kits didáticos estarão disponíveis no laboratório para execução dos laboratórios. As oficinas serão realizadas através do Ambiente Virtual de Aprendizagem, que dará a dinâmica da aula. Estará disponível um tutor para atender os alunos.
i2

Ensino à Distância

Os cursos podem ser realizados à distância, também utilizando o Ambiente Virtual de Aprendizagem. O aluno poderá receber o kit didático em casa para realizar os experimentos ou montar o seu próprio kit. Podem ser programadas seções de suporte via Internet.
i3

Blended Learning

Esta possibilidade de oferecimento é uma mescla entre EAD e presencial. Utilização de estratégias como aula invertida. Neste caso os aluno terão contato com os conteúdos e realizarão aulas presenciais em pontos específicos, principalmente para cursos que demandem materiais específicos.
Os cursos são oferecidos através de uma ou mais disciplinas. Cada disciplina é composta por Aulas Oficina. Este é um ponto importante, uma vez que as oficinas empregam PBL e a taxonomia de Bloom para planejamento e avaliação, num crescendo de complexidade na própria oficina e na disciplina. Com isto o treinando está atuando na solução de questões relacionadas com o negócio, que vão dos mais simples, no tema tratado, até o mais complexo. Em todas as Aulas Oficina o projeto condutor é o referencial para justificar a necessidade de cada tema tratado. Esta estratégia procura sempre envolver o aluno no que está sendo tratado, não deixando que o aluno fique somente como um expectador, mas como um ator trabalhando em grupo.

Materiais

A Escola IoT Oficina oferece diferentes materiais para atende às necessidades das oficinas.

Plataforma de Ensino IoT

Para executar as oficinas o alunos terão acesso à Plataforma IoT, Figura 9

A plataforma IoT é composta de todos os elementos para dar suporte ao ensino de IoT composta por:

Software – códigos desenvolvidos para atender os Níveis de 3 a 6;

Firmware – para atender as especificidades dos Níveis 1 e2;

Hardware – conjunto completo com microcontrolador, Raspberry PI e rede de sensor sem fio;

Grove – estratégia para ligar sensores, atuadores e controle ao microcontrolador.

A Plataforma de Ensino IoT é Open Source

Outros Materiais

Utiliza um Ambiente Virtual de Aprendizagem de IoT preparado para conduzir as Aulas Oficina

Serão fornecidos materiais para consulta dos alunos nas

seguintes forma:

Vídeos; Sites; Documentos;

Os alunos são incentivados a fazer a consultar em outras

fontes para dirimir dúvidas.

Kits Customizados

Um dos pilares para o oferecimento das oficinas é a utilização de kits customizados. Estes kits são oferecidos aos alunos para executar os experimentos que compõem as oficinas. A próxima figura mostra um exemplo de kit utilizado para realização de oficinas.

Os kits são criados de forma customizada para os cursos. A proposta é que o aluno tenha facilidade para montar os experimentos, sem exigir uma expertise na parte de montagem de hardware. Este é um ponto importante, pois cria um ambiente que o aluno tem liberdade, com um certo balizamento, mas com liberdade para criar novas soluções.

Os Kits Didáticos são utilizados em conjunto com o Ambiente Virtual de Aprendizagem de IoT.

Fale conosco

Nossa equipe esta pronta  para te atender rapidamente

CONTATO

Invalid Email
Invalid Number