WO2019018917A1 - Método e sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares - Google Patents

Método e sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares Download PDF

Info

Publication number
WO2019018917A1
WO2019018917A1 PCT/BR2018/050260 BR2018050260W WO2019018917A1 WO 2019018917 A1 WO2019018917 A1 WO 2019018917A1 BR 2018050260 W BR2018050260 W BR 2018050260W WO 2019018917 A1 WO2019018917 A1 WO 2019018917A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
software
hardware
operations
teaching
programming
Prior art date
Application number
PCT/BR2018/050260
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Doneivan Fernandes FERREIRA
Juçara Xavier Pinheiro FERREIRA
Victor Menezes VIEIRA
Original Assignee
Geo Innova Consultoria E Participações Ltda - Me
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geo Innova Consultoria E Participações Ltda - Me filed Critical Geo Innova Consultoria E Participações Ltda - Me
Publication of WO2019018917A1 publication Critical patent/WO2019018917A1/pt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G09B19/0053—Computers, e.g. programming
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/30—Creation or generation of source code
    • G06F8/33—Intelligent editors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances

Definitions

  • the present invention describes a method of technological inclusion for families, schools, groups and individuals allowing the teaching of programming and coding, involving the assembly model of customized technological kits (by technological immersion) that require the programming to establish interface of operation promotes, naturally, attractive and fun, the understanding of the application of scientific concepts, engineering, mathematics, questioning and scientific curiosity, teaching children and adolescents to think like scientists.
  • This model aligns with the principles observed in the pedagogical foundations (Bloom Taxonomy), the most current ones (Pedagogy of Problematization and Active Methodologies).
  • the present invention is in the field of computer engineering, education and information technology.
  • the family is primarily responsible for the limits on the training and protection of children. Social coexistence contributes to this modeling process. Teaching and learning should not be seen as the sole responsibility of schools.
  • the present invention aims to solve the problems in the state of the art from a system and method of teaching operations with hardware and software having as one of its proposals, the development of intellectual autonomy and the insertion of the child or the adolescent in the real world, in a critical and questioning way, to understand the functioning of technologies and the importance of it in solving civilization's problems and reducing the knowledge gap.
  • This practice promotes the participant (2) not only the knowledge of the technologies, but also their social insertion.
  • the present invention provides a method of teaching operations with hardware and / or software comprising:
  • harmonization of taxonomy concepts of objectives, pedagogy of problematization and active methodology B. instruction of harmonized concepts in operations with hardware and / or software in a didactic platform of operations with hardware and / or software (1);
  • the present invention provides a system for teaching operations with hardware and / or software comprising:
  • a hardware and / or software operations teaching platform (1) comprising a plurality of development modules (6) further comprising:
  • the computational component (Raspberry Pi or processor board) is enveloped in a docking system that can be passed from kit to kit. Even requiring assembly using tools and screws for the development of mechanical skills, there is the modeling component of the use of knowledge of the kits and their interaction and integration between what has already been developed and learned;
  • the didactic platform of operations with hardware and / or software (1) communicates with at least one database
  • At least one database communicates with the analysis server.
  • inventive concept common to all claimed protection contexts refers to method of teaching operations with hardware and / or software in which the instruction of harmonized concepts in operations with hardware and / or software used aligns with principles which can be observed in the oldest and most recognized pedagogical concepts (Bloom Taxonomy), the most current ones (Pedagogy of Problematization and Active Methodologies), development modules (6), and rapid training in programming.
  • Each module is accompanied by a customized modular technological kit for the commitment and assembly of a technological equipment that requires a coding interface for operation.
  • Figure 1 shows an embodiment of didactic elements of operations with hardware and / or software.
  • Figure 2 shows an example of a working model of the didactic platform for operations with hardware and / or software (1).
  • Figure 3 shows an example of a working model of the platform (1).
  • Figure 4 shows an example of a working model of the platform (1).
  • Figure 5 shows embodiments of development modules (6) of the present system of teaching operations with hardware and / or software.
  • Figure 6 shows an embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 7 shows another view of the embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 8 shows another embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 9 shows an embodiment of the teaching materials provided from one of the custom technological kits (the modular part still depends on industrial design development, but the electronic processing component - Raspberry Pi - is interchangeable and reused in all kits) .
  • Figure 10 shows another embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 11 shows another view of the other embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 12 shows another embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 13 shows another embodiment of the customizable modular technology kit.
  • Figure 14 shows one embodiment of the realization of the possible projects (H).
  • the present invention features a method of teaching operations with hardware and / or software comprising the steps of:
  • harmonization of concepts of taxonomy of objectives, pedagogy of problematization and active methodology B. instruction of harmonized concepts in operations with hardware and / or software in a didactic platform of operations with hardware and / or software (1);
  • Bloom's Taxonomy (or Taxonomy of Educational Objectives), the result of a multidisciplinary work of a commission made up of experts from several American universities (led by Benjamin S. Bloom), comprises the hierarchy of educational objectives, those in cognitive, affective and psychomotor domains.
  • the programming teaching method used by the present invention involves the participant (2) in the use of these three domains, by subjecting him / her to the process of assembling equipment (psychomotor), which requires specific (cognitive) knowledge, currently important for the challenges contemporary, attractive to the target audience (affective), the use of games and interaction with technology.
  • this method brings together the principles of Bloom Taxonomy and Pedagogy of Problematization, when it inserts the student in situations that demand the resolution of problems, stimulating the use of the cognitive and psychomotor domains.
  • the method developed by the present invention besides using these domains to stimulate active learning, also inserts the affective, seeking the empathy of the participants (2) with the use of what they have more acceptance, value and preference.
  • the present method has gathered prestigious educational foundations and established an innovative program that applies multidisciplinary concepts from the most diverse areas of knowledge to the intellectual and emotional development of children and adolescents.
  • the operation with hardware and / or software is any manipulation of an individual in electronic equipment that allows him to obtain a greater control over the electronic equipment, either physical or digital manipulation of the components of an electronic equipment.
  • operation with hardware and / or software is referred to directly and indirectly from programming and encoding in those components.
  • operation with hardware and / or software occurs by means of assembly and disassembly of electronic equipment.
  • the present method of teaching is a model in which the child and the adolescent are exposed to the need to program to operate their own technological equipment, which is developed and assembled by themselves.
  • this teaching method helps with innovative, rapid and effective training of your child in, for example, coding and programming.
  • the participant (2) develops in an accelerated and continuous way immersed in an environment of attractive technological activities without losing interest.
  • the instruction proposes the assembly of technological equipment, where participant (2) receives notions of systems, information technology, electronics, mechanics and mechatronics.
  • participant (2) When applying programming codes to operate the equipment, the participant (2) understands that the performance in technologies is generated by codes and that he himself can intervene.
  • Technological immersion of participants (2) in an environment of attractive technological activities is a highly relevant factor in the development of cognitive attributes on emerging technologies in society and development of the mentality of these participants (2), increasing the perception about the relationship of dependence that we have with the technology.
  • technological immersion involves reducing emotional distance and assimilation of technology between different generations and social classes, promoting an inclusive citizenship during the development of the participants (2) and reducing the technological gap that occurs between members of the same family cycle.
  • the present method of teaching gives current society a development of future generations of value that has in essence the spirit of innovation for the technological development of society.
  • integration among family members is a derivative of the attractiveness of the teaching method regardless of the age or social class of the citizens.
  • the environment of attractive technological activities is any scope capable of providing a mental and emotional development in a fun and attractive way to the participants through the performance of activities related to operations with hardware and / or software.
  • those responsible (3) are included in the resolution of additional tasks in order to aid the understanding of the multidisciplinary concepts. In a further embodiment, those responsible (3) are included in all stages of the participants' learning process (2).
  • the application of concepts of operations with hardware and / or software in projects (H) comprises the engagement of the participants (2) of the teaching method of programming and codification, in which, the project (H) demands the participant (2) ) the elaboration of a project (H) on applications of concepts instructed in products or processes that have potential entrepreneur.
  • the participant (2) is oriented to make a presentation of this project (H), which is evaluated and criticized, in order to identify the entrepreneurial potential and lead the participant (2) to the entrepreneurship process through this project (H).
  • the participant (2) is objectively and attractively presented to ethical and legal requirements, for example, contracts, participation quotas, corporate structure, marketing.
  • the participant (2) is led to the formation of a technology-based startup or participation quotas in an existing startup.
  • the application of programming and coding concepts in entrepreneurial projects (H) is performed by a group of participants (2).
  • Project (H) is any planning by the participant (2) using the previously instructed concepts, in order to broaden and refine these concepts in addition to allowing the participant (2) to understand other multidisciplinary concepts.
  • the project (H) has an entrepreneurial vision.
  • the present invention provides a system for teaching operations with hardware and / or software comprising:
  • a hardware and / or software operations teaching platform (1) comprising a plurality of development modules (6) further comprising:
  • the didactic platform of operations with hardware and / or software (1) communicates with at least one database
  • At least one database communicates with the analysis server.
  • the teaching platform for operations with hardware and / or software (1) comprises a plurality of development modules (6) and assembly of technological equipment.
  • the education system is able to adapt in accordance with the emergence of new emerging technologies in order to adapt its Modular modules and technological kits customizable to such technologies.
  • Module is any set of elements capable of instructing one or more disciplines on operations with hardware and / or software. Each module is accompanied by a modular technological kit customized for the wrapping and assembly of a technological equipment that requires a coding interface for operation. Nevertheless, the number of modules is also variable and adjustable according to the need of the application varying, for example, with the technology currently imposed.
  • Module I programming and games: introduction module to electronics concepts, assembly of a microcomputer to play and ship other programmable technologies.
  • Module IV programming and internet of things (loT): module of introduction to concepts of electronics and home automation, with sensors with programmable computer interface for residential applications.
  • Module VI programming and introduction to microsatellites: introduction to concepts of electronics and space engineering, with assembly of a functional prototype of a microsatellite with programmable computational interface.
  • the plurality of modules (6) comprises the tablet operation modules and notebook operations.
  • the module I (A) leads the participant (2), child or adolescent, to a level that allows him to develop and evolve independently, engaging in projects (H) available on the Internet, books or in real challenges of their daily lives. Module I (A) helps understanding how to find the required commands, where, how and why to use them.
  • module I (A) the participant (2) receives a customized modular technological kit containing a microcomputer to assemble.
  • the microcomputer receives an operating system and software suite, among them a game to be changed by coding and coding development programs.
  • the coding development programs are Python and Scratch.
  • the game used is Minecraft.
  • Game is any program where the player interacts with the program by means of an electronic device.
  • the development language is used to program and develop in-game actions.
  • the participant (2) receives notions of systems, information technology and electronics. All participants (2) communicate in a group using specific software included in the microcomputer. A leader (3) of each participant (2) can also be included. The participant (2) can also interact with other participants (2) to play a group game with his or her microcomputer.
  • the Summary Video of module I (A) is always available to the participants (2) in the didactic platform of operations with hardware and / or software (1). The additional tasks are distributed, worked out and discussed in the previously established group.
  • module I (A) has six face-to-face sessions of one and a half hours each.
  • the groups are formed with a maximum of seven students, optimizing participants' performance (2).
  • the participant (2) upon completion of the module I (A), the participant (2) continues to have access to the related content, where he has access to other projects (H) compatible with his level of training to be individually developed or in groups.
  • participant (2) In applying game codes, participant (2) understands that the graphical interface is generated by codes and that it can intervene, leaving the user to take control. The participant (2) finishes the module I (A) with the ability to understand the coding that allows graphical interfaces, and complex tasks. The participant (2) does not maintain the same naive and simplistic vision with respect to the technologies used in his daily life, for example, smart phone, tablet, computer, game, etc. He learns that there is a language that allows the interface between "human being” and “technology” and that he himself can perform.
  • the programming and coding education system collects data and analyzes patterns of use, time for completion of tasks and paths traveled. Data generation serves to optimize the training model, making it increasingly efficient and generating customized alternatives for different types of participants (2).
  • the system provides a platform to support the intellectual growth of children and adolescents and a community that fosters interest in science and technology applied to the development of solutions. The content is completely available on the didactic platform of operations with hardware and / or software (1) for participants (2) of module I (A).
  • module II In programming and robotics module II (B), the participant (2), child or adolescent, is encouraged to develop logical reasoning, including the importance and application of the exact area, by assembling a robotic arm .
  • the participant (2) receives a customized modular technological kit containing electronic components, including a microcomputer, and mechanics.
  • module I (A) the participant (2) learned that the language that allows the graphical interface that he uses in games and that the digital world can be controlled and manipulated with a programming language at his fingertips.
  • the development language is used to program and operate the robotic arm.
  • the participant (2) receives notions of systems, information technology, electronics, mechanics and mechatronics.
  • the participant (2) understands that the actuation in technologies is generated by codes and that he himself can intervene.
  • module II (B) the participant (2) further learns that toys and machines in the industry are controlled by the same coding and programming process and the same language. In this case, programming and coding interfaces between the participant (2) and technology. The participant (2) learns to program the technology he or she mounts. The methodology shows that the language used for games and electronic equipment is the same that can be used to find solutions to the daily challenges of civilization. The participant (2) establishes a relation between the programming language and the operation of technologies. All participants (2) communicate in a group using specific software included in the microcomputer. A leader (3) of each participant (2) can also be included. Additional tasks are distributed and discussed through this software. In one embodiment, module II (B) has six face-to-face sessions of one and a half hours each. The groups are formed with a maximum of seven students, optimizing participants' performance (2).
  • the participant (2) receives a customized modular technology kit for mounting a small drone with compatible motors for indoor use.
  • This project of qualification in programming and codification is also based on the assembly of a technology and later establishment of programming interface for its operation. That is, a technology-based programming learning project.
  • the participant (2) is oriented in the assembly, programming and operation of the drone.
  • the control is performed by the microcomputer with the coding interface in the same development language already used in modules I and II.
  • This module also introduces to the adolescent the concept of legal responsibility, introducing the notion of regulation of the National Civil Aviation Agency (ANAC) for model airplanes, remotely piloted unmanned aircraft used for recreation and leisure, and remotely piloted aircraft (RPA). unmanned aircraft used for other purposes as experimental, commercial or institutional.
  • ANAC National Civil Aviation Agency
  • RPA remotely piloted aircraft
  • drones by children and adolescents enables social and emotional development, placing the participant (2) as part of something larger, visualizing challenges from another perspective.
  • the development and operation of a drone depends on various scientific knowledge that is difficult to understand only with classroom theory but is understood in its practical application through applied concepts of physics, geometry, mechanics, electronics, among others . All participants (2) communicate in a group using specific software included in the microcomputer. A leader (3) of each participant (2) can also be included. Additional tasks are distributed and discussed through this software.
  • module III (C) has six face-to-face sessions of one and a half hours each.
  • the groups are formed with a maximum of seven students, optimizing participants' performance (2).
  • module IV (D) the participant (2) develops a home automation model that allows him to monitor, control and analyze electrical and electronic equipment in his residence.
  • a home automation model that allows him to monitor, control and analyze electrical and electronic equipment in his residence.
  • sensors, computers, smartphones, connected to the Internet or with each other through our own protocols we can make our home equipment and systems interact with us in order to improve tasks, learning, reduce risk of accidents, costs of operation and time.
  • module IV (D) has six face-to-face sessions of one and a half hours each. The groups are formed with a maximum of seven students, optimizing participants' performance (2).
  • the three-dimensional (3D) printer has a set of electronic and robotic components.
  • the microcomputer used in all modules favors the visualization of the processing brain of the technologies assembled and operated in modules I, II, III and IV.
  • the 3D printer allows the visualization of the electro-electronic part and, mainly, of the mechanical part.
  • the 3D printer can be seen in operation and the programming performed is transformed into clear movements witnessed by the participants (2).
  • the participant (2) develops the ability to understand space, movement and calibration in three dimensions, the concept of precision, calculation of printing time, science and technology of materials, the dynamics of fusion and cooling of applied materials, layer a layer by the "extruder", among others. Through the printing of superimposed planes it is possible to explain how the concept of "slicing" works, which is used in computed tomography, rock geophysics, topographic survey, georeferencing of areas, etc. Participant (2) is introduced to 3D picture design software that is reproduced by the 3D printer.
  • the integrated system is a lesson in how hardware and software work in fine, millimeter tuning to produce impressive, hard-to-understand results for people with whom we live daily. Participants (2) have the opportunity to make and print their own technologies. All this releases a series of new capabilities.
  • the young man has the opportunity to practice engineering, through the creation of his prototypes, and can integrate the concepts of electronics, automation and programming, as previously instructed, to create real products with different applications. This capacity makes it capable of innovating and undertaking in a dynamic way.
  • the development language is used to program and operate the 3D printer.
  • the participant (2) When assembling the equipment, the participant (2) receives notions of systems, information technology, electronics, robotics, materials, technical design and 3D modeling.
  • the module teaches that the performance in technologies is generated by codes and that it can itself intervene, calibrating and adjusting its operation to a more realistic finish.
  • the participant (2) learns about the diversity of materials and suitability for different materials and applications.
  • the 3D printer can use a variety of software and proprietary fonts as the design of the object you want to print. The teen gets the basics of operating these softwares. This exhibition favors the participant (2) who would only have this opportunity in more advanced stages of his future career.
  • this module allows the participant (2) to create, create and gain a deep understanding of the technology and science behind it. It is a lesson in pro-activity, motivation, resilience and ability to solve challenges.
  • the 3D printing activity provides several opportunities for critical error; the one that prevents the satisfactory result: design, prototyping, calculation, material type, printing time and positioning of the object for printing. It is possible to make all such mistakes and return to start again.
  • the didactic platform of operations with hardware and / or softwares (1) allows the adolescent to search the images and designs desired for printing. All participants (2) communicate in a group using specific software included in the microcomputer. A leader (3) of each participant (2) can also be included. Additional tasks are distributed and discussed through this software.
  • the module V (E) has six face-to-face sessions of one and a half hours each.
  • the groups are formed with a maximum of seven students, optimizing participants' performance (2).
  • module V (E) the participant (2) is faced with numerous questions about the resolution of possible problems of and is encouraged to apply math in many ways to problem solving that can be applied in the real world. For example:
  • module VI the customized modular technology kit delivered in module VI (F) allows participants (2) to integrate concepts related to the application of sensors, programming, science, engineering and mathematics to learn how to think like scientists, develop critical thinking, systematized approach to solving challenges, emotional intelligence and the ability to work in groups, the importance of a multidisciplinary approach, and intellectual autonomy.
  • the development language is used to program and operate the entire microsatellite system.
  • the participant (2) receives notions of acquisition, monitoring, transmission, storage and data analysis, as well as integration of systems, information technology, electronics and space engineering.
  • the custom modular technology kit provides computational processing technology with a sensor development kit (H) with the microsatellite equipment.
  • H sensor development kit
  • the robust structure of the microsatellite is not standardized for official releases, but allows the application of the concepts, the shipment of the actual technologies to official (H) projects and more importantly, the reuse for different projects (H).
  • Module VI Upon completion of Module VI (F), the participant (2) is encouraged to participate in groups formed in the didactic platform of operations with hardware and / or software (1) to engage in official (H) projects and compete in programs that may actually be put into orbit.
  • projects (H) can proceed openly and with the interaction of tutors. Growth at this level can attract the participation of professionals and academics for the development of real (H) projects.
  • the model of assembly and establishment of coding interface promotes scientific inquiry and curiosity, teaching participants (2) to think like scientists. All participants (2) communicate in a group using specific software included in the microcomputer. A leader (3) of each participant (2) can also be included. Additional tasks are distributed and discussed through this software.
  • the VI (F) module has six face-to-face sessions of an hour and a half each. The groups are formed with a maximum of seven students, optimizing participants' performance (2).
  • module VII (G) the topics neural networks and markov chain are used to explain the concept of Artificial Intelligence, applied to the pattern recognition problem.
  • the development language is used to program the microcomputer to apply AI concepts.
  • the participant (2) already with notions of electronics and robotics, is challenged to develop standards recognition systems, based on topics related to AI. In spite of complex concepts, the participant (2) learns attractive applications that he can use and provides the self-confidence necessary for his development in individual projects or groups formed in the platform of operations with hardware and / or software (1).
  • the participant (2) knows and recognizes the limitations of the microcomputer in the implementation of AI systems. However, the participant (2) understands how applications or equipment recognize situations and interact with them. In this way, the participants (2) can glimpse potential applications of AI in their day to day.
  • Participant (2) learns about the application of AI in technologies used in previous modules, in various professional activities, in the design of autonomous systems.
  • the participant (2) is duly presented to the topic and the education system empowers the participant (2) to grow within this promising area.
  • the education system presents to the participant (2) a project (H).
  • This project (H) requires the participant (2) to elaborate a project (H) on applications of the concepts worked in the development modules (6) in possible products or processes that have entrepreneurial potential. Subsequently, the participant (2) makes a presentation of this project (H), which is evaluated and criticized in order to identify the entrepreneurial potential and lead the participant (2) to the entrepreneurship process through this project (H). All this process is conducted by the participant (2), with the guidance of the instructors, in predefined phases.
  • This project (H) can be carried out with the participation of a young or a pre-selected youth group. In the end, the participant (2) understands how the process of forming a technology-based startup from a conceptual idea is. Participants (2) are guided by the business owners themselves who participated in the process of choosing the participant (2).
  • the participant (2) is exposed to a proactive and pragmatic culture of entrepreneurship, applying scientific concepts of engineering, technology and mathematics to solve existing challenges. In this process the participant (2) learns all the activities demanded in a business own. Everything is done by all participants (2) in order to innovate and create value.
  • Concepts of administration, planning, management, cash flow, value (VPL), payback, revenue, costs, taxes, risk, regulation, operational and human reliability, investment, commitment, teamwork, emotional intelligence, outsourcing , among others, are assimilated and applied in a continuous learning model.
  • the young person is presented, objectively and attractively, to ethical and legal requirements, for example, contracts, participation quotas, corporate structure, marketing.
  • the participant (2) also has legal assistance to learn how to guarantee their participation in business and how to protect creations, inventions, programs, codes, brands, etc.
  • the present invention thus deals with a concept of technological inclusion, for example, for the family, in order to promote the technological immersion of individuals by assembling customizable modular technology kits, making training in programming easier , friendly and attractive.
  • the programming and coding teaching system comprises:
  • The. didactic platform of operations with hardware and / or software (1 ).
  • the participant (2) has access to a totally personalized and exclusive environment.
  • the didactic platform for operations with hardware and / or software (1) provides content, tools, interaction and development applications, etc .;
  • control and monitoring of the system is arranged as follows. There are no passwords for direct use with the microcomputer, the microcomputer being the Raspberry Pi ®. Participant (2) has access to the content of his module exclusively by his Raspberry Pi ®. The control, monitoring and data collection is made possible by an individual electronic tag of the Pi board. Each module has its own content, interaction network corresponding to its module and its tutor, social network with all participants (2) of that module, possibility to create groups for special projects (2.2), etc. Participants (2) have access to the modules already completed, their areas of interaction and content. Controlled content with download, playback and distribution rules. Videos work in stream and can not be downloaded.
  • Database comprises generation and acquisition of data, training and strengthening of databases. Content storage, video tutorials, video lessons, videos related to the module theme, material technical information about the equipment and components, etc. Additional tasks, challenges, suggestions and recommendations for extra content. Term for use (without identification of individuals) of data produced is included in the contract. Data generation and stored volume are increasing. Use of the data is at the discretion of professionals of the state of the art.
  • Big data and analytics is restricted to professionals of the state of the art. Reports with consolidated data in pre-established models are provided for franchisees (4) and customer schools (5). Special studies can be suggested or commissioned by franchisees (4) or customer schools (5). Interaction between internal databases. The information generated can be cross-referenced with external database generating valuable information directly or indirectly related to the education system. Access to external database, big data, data flow, etc.
  • Advanced analytics business intelligence tools, data outputs plus analysis results, generated standards, information, etc. system, and can be used at the discretion of state of the art.
  • Modeling is an area of access restricted to professionals of the prior art with consolidated reports and information for debtors and schools clients (5). Identification and behavioral analysis of participants' profiles (2). reports, output of results for management and strategic advice. Modeling, optimization of the business model, training module, didactic material, technological equipment. Crossing of models, econometric modeling, modeling of results.
  • Figures 2 to 4 show an example of the operating model of the platform (1) and the dashboard.
  • the hardware and / or software operations education system includes the availability of teaching materials (currently with ten customizable modular technology kits, but the kits are dynamic because the technology changes and the kits will change, continue to evolve. integrating other emerging technologies such as standalone vehicles, biometric monitoring, etc. defined by:
  • the present teaching system of operations with hardware and / or software provides the user with technological kits customized to assemble computer, robotic arm, drone, 3D printer, home automation system, loT and microsatellite functional model; to schedule and conduct projects (H) in a group during sessions and independently at home.
  • the strategy leads young people to develop their curiosity; applications for their new knowledge and apply their new technologies including, developing solutions to everyday challenges.
  • the young person takes over the enthusiasm, motivation and tools needed to develop projects (H) independently and creatively. And not only that, but the present method of teaching operations with hardware and / or software provides an environment conducive to the development of emotional intelligence, the spirit of collaboration, perseverance and pragmatism in delivering results.
  • the participant (2) prepares for market shifts resulting from disruptive technologies.
  • the dynamic of coding still develops the ability of young people to approach problems in a systematic and logical way, valuing performance, quality and pragmatism in completing tasks.

Abstract

A presente invenção descreve um método e um sistema de inclusão tecnológica e ensino de operações com hardwares e/ou softwares, mais especificamente uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares envolvendo kits tecnológicos modulares personalizados que exigem a programação para estabelecimento de interface de operação que promove a compreensão da aplicação de conceitos científicos, da engenharia, da matemática, o questionamento e a curiosidade científica, ensinando crianças e adolescentes a pensarem como cientistas. O método se alinha com os princípios observados nos fundamentos pedagógicos (Taxonomia de Bloom), aos mais atuais (Pedagogia da Problematização e Metodologias Ativas). A presente invenção se situa no campo da engenharia da computação, educação e tecnologia da informação.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção
MÉTODO E SISTEMA DE ENSINO DE OPERAÇÕES COM HARDWARES E/OU
SOFTWARES
Campo da Invenção
[0001] A presente invenção descreve um método de inclusão tecnológica para famílias, escolas, grupos e indivíduos permitindo o ensino de programação e codificação, envolvendo modelo de montagem de kits tecnológicos modulares personalizados (por imersão tecnológica) que exigem a programação para estabelecimento de interface de operação promove, de forma natural, atrativa e divertida, a compreensão da aplicação de conceitos científicos, da engenharia, da matemática, o questionamento e a curiosidade científica, ensinando crianças e adolescentes a pensarem como cientistas. Esse modelo se alinha com os princípios observados nos fundamentos pedagógicos (Taxonomia de Bloom), aos mais atuais (Pedagogia da Problematização e Metodologias Ativas). A presente invenção se situa no campo da engenharia da computação, educação e tecnologia da informação.
Antecedentes da Invenção
[0002] Vivemos um tempo sem precedentes com acesso irrestrito e democrático à informação. Apesar das distorções sociais, temos um cenário de recursos, liberdade e independência como nunca antes imaginado. Se uma pessoa decide aprender algum assunto específico ou capacitar-se para uma atividade não regulamentada qualquer, tudo que é necessário pode ser encontrado gratuitamente na Internet. A única coisa que separa o "querer" do "realizar", é a força de vontade e o investimento em "dedicação" do indivíduo.
[0003] No passado, nossos pais escolhiam uma profissão e permaneciam naquela atividade por 15, 20, 30 anos. Muitas vezes, trabalhavam na mesma empresa até à aposentadoria. No entanto, isso não tem acontecido conosco e, ao que tudo indica, tudo será diferente para nossos filhos, pois serão levados a assumir novos trabalhos e ocupações a cada 5, 10 anos. Atividades e empregos estão desaparecendo com o surgimento de tecnologias e modelos de negócios disruptivos (comércio eletrônico, Impressora 3D, aplicativos de serviços gratuitos, etc). Incontestavelmente, nossos filhos precisarão ser mais perseverantes, resilientes e versáteis (multitarefas e multidisciplinares) para se adequarem a este novo tempo.
[0004] Crianças e adolescentes ignoram totalmente a ciência e a tecnologia de como são feitos os equipamentos que usam diariamente. Este distanciamento afeta oportunidades futuras. As crianças passam muito tempo com games porque são fáceis de aprender, divertidos e têm tecnologia cativante.
[0005] O distanciamento tecnológico entre as gerações dificulta a atuação mais proativa no processo educacional das crianças e jovens. O mesmo distanciamento retira dos pais o papel de protetor dos filhos contra indivíduos mal intencionados.
[0006] É necessário encorajar nossos filhos para enfrentarem estes desafios e estabelecerem novos limites, ao invés de protegermos dessa notável realidade, criando uma redoma equivocada. Aprender ciência e tecnologia exige modelos competitivos. Os desafios do futuro exigem curiosidade aguçada, criatividade, interesse, estratégia, perseverança e resiliência. No entanto, torná-los curiosos, interessados em encarar obstáculos, resolver problemas e tornarem-se criativos e produtivos, é um grande desafio. A exposição aos desafios molda o caráter (enobrece), forma o cidadão (amadurece) e desenvolve o profissional (capacita). Notoriamente, o modelo de ensino atual não entrega todas essas ferramentas, necessárias para os jovens serem bem-sucedidos (socialmente e profissionalmente) no futuro. A classe económica "A" gasta cerca de 1 ,2 milhões de Reais em 23 anos de estudo (34% da renda familiar), a classe "B" gasta cerca de 617,9 mil Reais (39%), e a classe "C", cerca de 300 mil Reais (45%) (fonte: Instituto Nacional de Vendas e Trade Marketing - INVET, 2016). Além disso, muitos ainda investem em longos cursos de inglês, gerando custos mensais entre 150 e 2 mil Reais, não incluindo gastos com material didático. Tais dados demonstram que a formação dos filhos é muito importante para o brasileiro. Crianças e jovens passam grande parte do dia em uma relação de dependência com tecnologias sem compreender o que torna tudo aquilo possível. A tecnologia e a programação passam a ser um divisor entre classes de pessoas em nossa sociedade.
[0007] No Outono de 2017, cerca de 50,7 milhões alunos frequentaram escolas primárias e secundárias públicas nos EUA, 35,6 milhões na pré-escola até a oitava série. 5,2 milhões estudantes participam de escolas particulares e secundárias No Outono de 2017, cerca de 1 ,4 milhões crianças frequentaram a pré-escola pública, cerca de 4 milhões alunos da escola pública se matricularam no 9Q ano. Os sistemas escolares públicos empregam cerca de 3,2 milhões professores em tempo integral.
[0008] A importância da programação no mercado é crescente, assim como a perspectiva de oportunidades. Existe um grande abismo entre as poucas pessoas que criam e desenvolvem produtos, soluções, melhorias e aquelas que usam. Ainda existe um grande abismo entre os que usam, atingindo o potencial máximo das inovações e aquelas que nem ao menos conseguem utilizar as ferramentas. Estamos vivendo a era da internet das coisas (loT), big data, machine learning, advanced analytics, virtual reality (VR), aplicativos (Apps), etc. Tudo isso demanda codificação/programação.
[0009] A família é a principal responsável pelos limites na formação e proteção das crianças. A convivência social contribui nesse processo modelador. O ensino e a aprendizagem não devem ser vistos como responsabilidade exclusiva das escolas.
[0010] No entanto, ainda não existem métodos de ensino de programação, que aborda uma metodologia prática e rápida, em que o jovem se apodera do entusiasmo, da motivação e das ferramentas necessárias para desenvolver projetos de forma independente e criativa. A metodologia enfatiza a abordagem "hands-on", montagem e integração dos kits e seus componentes por meio da metodologia ativa e o conceito de sala de aula invertida. Ademais, os métodos propostos atualmente não propõem elementos que propícia o desenvolvimento da inteligência emocional, do espirito de colaboração, da perseverança e do pragmatismo na entrega de resultados. Alia-se ao modelo de comercialização envolvendo a inclusão da metodologia e dos kits nos programas escolares (públicos e privados), em grupos de interesse comum (clubes, igrejas, agricultores rurais, grupos indígenas, etc), em franquias, representantes comerciais, exposição de negócios e produtos como ensino rápido, em programas governamentais ou institucionais de capacitação de jovens e adultos à margem da cultura tecnológica, em modelo onde o programa compra os direitos de imprimir em um laboratório de prototipagem, todos os componentes possíveis, elevando o nível de participação e aprendizagem. O sistema Codes Kids and Teens pode ser comercializado total ou parcialmente em "White-lable" como um produto patrocinado por programas ou produtos interessados.
Sumário da Invenção
[0011] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica a partir de um sistema e um método de ensino de operações com hardwares e softwares tendo como uma das suas propostas, o desenvolvimento da autonomia intelectual e a inserção da criança ou do(a) adolescente no mundo real, de forma crítica e questionadora, para compreender o funcionamento das tecnologias e a importância dela na resolução de problemas da humanidade e reduzir o gap de conhecimento. Essa prática fomenta ao participante (2) não somente o conhecimento das tecnologias, mas também a sua inserção social.
[0012] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares compreendendo:
a. harmonização de conceitos de taxonomia dos objetivos, pedagogia da problematização e metodologia ativa; b. instrução dos conceitos harmonizados em operações com hardwares e/ou softwares em uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 );
c. imersão tecnológica de participantes (2) em um ambiente de atividades tecnológicas atrativas;
d. aplicação de operações com hardwares e/ou softwares em projetos (H).
[0013] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares compreendendo:
a. uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) compreendendo uma pluralidade de módulos de desenvolvimento (6) compreendendo adicionalmente:
i. conteúdo teórico de programação e codificação em servidor de rede compreendendo manuais, vídeos tutoriais e vídeo aulas;
ii. kits tecnológicos personalizados e modulares. O componente computacional (Raspberry Pi ou placa processadora) é envelopado em um sistema de encaixe que pode passar de kit para kit. Mesmo demandando montagem utilizando ferramentas e parafusos para o desenvolvimento das habilidades mecânicas, existe o componente modelar de aproveitamento do conhecimento dos kits e sua interação e integração entre aquilo que já foi desenvolvido e aprendido;
iii. áreas de interação e conteúdo compreendendo interação entre participantes (2), tutores e responsáveis (3);
b. ao menos um banco de dados;
c. servidor de análise; em que,
a plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) é comunicante com ao menos um banco de dados;
ao menos um banco de dados é comunicante com o servidor de análise.
[0014] Ainda, o conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados se refere a método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares em que a instrução dos conceitos harmonizados em operações com hardwares e/ou softwares utilizada se alinha com princípios que podem ser observados nos mais antigos e reconhecidos conceitos pedagógicos (Taxonomia de Bloom), aos mais atuais (Pedagogia da Problematização e Metodologias Ativas) módulos de desenvolvimento (6) e ocorre capacitação rápida em programação. Cada módulo é acompanhado de um kit tecnológico modular personalizado para comprometimento e montagem de um equipamento tecnológico que demanda uma interface de codificação para operação.
[0015] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.
Breve Descrição das Figuras
[0016] São apresentadas as seguintes figuras:
[0017] A figura 1 mostra uma concretização de elementos da didática de operações com hardwares e/ou softwares.
[0018] A figura 2 mostra exemplo de modelo de funcionamento da plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ).
[0019] A figura 3 mostra exemplo de modelo de funcionamento da plataforma (1 ).
[0020] A figura 4 mostra exemplo de modelo de funcionamento da plataforma (1 ). [0021] A figura 5 mostra concretizações de módulos de desenvolvimento (6) do presente sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares.
[0022] A figura 6 mostra uma concretização de o kit tecnológico modular personalizável.
[0023] A figura 7 mostra outra vista da concretização do kit tecnológico modular personalizável.
[0024] A figura 8 mostra outra concretização do kit tecnológico modular personalizável.
[0025] A figura 9 mostra uma concretização dos materiais didáticos disponibilizados de um dos kits tecnológicos personalizados (a parte modular ainda depende de desenvolvimento do design industrial, mas o componente eletrônico de processamento - Raspberry Pi - é intercambiável e reaproveitado em todos os kits).
[0026] A figura 10 mostra outra concretização do kit tecnológico modular personalizável.
[0027] A figura 1 1 mostra outra vista da outra concretização do kit tecnológico modular personalizável.
[0028] A figura 12 mostra outra concretização do kit tecnológico modular personalizável.
[0029] A figura 13 mostra outra concretização do kit tecnológico modular personalizável.
[0030] A figura 14 mostra uma concretização da realização dos possíveis projetos (H).
Descrição Detalhada da Invenção
[0031] As descrições que se seguem são apresentadas a título de exemplo e não limitativas ao escopo da invenção e farão compreender de forma mais clara o objeto do presente pedido de patente.
[0032] Em um primeiro objeto, a presente invenção apresenta um método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares compreendendo as etapas de:
a. harmonização de conceitos de taxonomia dos objetivos, pedagogia da problematização e metodologia ativa; b. instrução dos conceitos harmonizados em operações com hardwares e/ou softwares em uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 );
c. imersão tecnológica de participantes (2) em um ambiente de atividades tecnológicas atrativas;
d. aplicação de operações com hardwares e/ou softwares em projetos (H).
[0033] O conceito de Taxonomia de Bloom (ou Taxonomia dos Objetivos Educacionais), resultado de um trabalho multidisciplinar de uma comissão formada por especialistas de várias universidades americanas (liderados por Benjamin S. Bloom), compreende a hierarquização dos objetivos educacionais, dividindo-os em domínios cognitivos, afetivos e psicomotores. O método de ensino de programação utilizado pela presente invenção, envolve o participante (2) na utilização desses três domínios, ao submetê-lo ao processo de montagem de equipamentos (psicomotor), que demandam conhecimentos específicos (cognitivo), atualmente importantes para os desafios contemporâneos, de forma atrativa ao público-alvo (afetivo), pela utilização de games e a interação com a tecnologia.
[0034] A Pedagogia da Problematização, defendida pelo renomado educador Paulo Freire, parte do pressuposto de que é importante desenvolver nos alunos a capacidade de detectar problemas reais e de atuar como agentes de transformação social, buscando soluções originais e criativas para os problemas. Segundo Paulo Freire, essa técnica pedagógica era um caminho para o desenvolvimento do raciocínio crítico, para a conscientização dos seus direitos e deveres e, consequentemente, para a sua emancipação.
[0035] A aprendizagem baseada em Metodologias Ativas é uma das mais buscadas atualmente no contexto educacional. Trata-se de um método de ensino que se esforça para envolver mais diretamente o aluno no processo de aprendizagem, fazendo algo além de ouvir passivamente os conteúdos. Esse aprendizado ativo envolve o aluno em dois aspectos: fazendo coisas e pensando no que estão fazendo.
[0036] De certa forma, esse método reúne os princípios da Taxonomia de Bloom e da Pedagogia da Problematização, quando insere o aluno em situações que demandam a resolução de problemas, estimulando a utilização dos domínios cognitivos e psicomotores. O método desenvolvido pela presente invenção, além de utilizar esses domínios para estimular a aprendizagem ativa, insere ainda o afetivo, buscando a empatia dos participantes (2) com a utilização daquilo que eles têm mais aceitação, valorizam e dão preferência.
[0037] O presente método reuniu fundamentos pedagógicos prestigiados e estabeleceu um programa inovador, que aplica conceitos multidisciplinares, das mais diversas áreas do conhecimento, para o desenvolvimento intelectual e emocional de crianças e adolescentes.
[0038] A operação com hardwares e/ou softwares é qualquer manipulação de um individuo em equipamentos eletrônicos que o permite obter um controle maior sobre o equipamento eletrônico, seja manipulação física ou digital dos componentes de um equipamento eletrônico. Em uma concretização, a operação com hardwares e/ou softwares se remete a partir de programação e codificação diretamente ou indiretamente nesses componentes. Em uma concretização adicional, a operação com hardwares e/ou softwares ocorre por meio da montagem e desmontagem dos equipamentos eletrônicos.
[0039] Ainda assim, a responsabilidade em fornecer as ferramentas para os filhos não pode ser imputada apenas às instituições de ensino. Visando integrar os pais no direcionamento de seus filhos, o presente método de ensino de programação estabelece esta parceria com as famílias, possibilitando os instrumentos necessários para ensinarem as crianças e adolescentes as operações com hardwares e/ou softwares. Crianças e adolescentes conseguem por meio do desenvolvimento do raciocínio lógico deixar a condição de simples usuários de jogos. Esta capacitação é apreciada e demandada pelo mercado para construção de soluções aos desafios da sociedade.
[0040] O presente método de ensino é um modelo em que a criança e o adolescente são expostos à necessidade de programar para operar seu próprio equipamento tecnológico, que é desenvolvida e montada por eles mesmos. Neste contexto, o presente método de ensino ajuda com uma capacitação inovadora, rápida e eficaz de seu filho em, por exemplo, codificação e programação. Deste modo o participante (2), se desenvolve de forma acelerada e contínua imerso num ambiente de atividades tecnológica atrativas sem perder o interesse.
[0041] A instrução de conceitos de operações com hardwares e/ou softwares desperta interesse pela engenharia e pela ciência da interação com máquinas. Possui um objetivo de capacitar o participante (2) em codificação dentro de um breve período, além de reduzir o gap de conhecimento tecnológico entre o participante (2) e um profissional do estado da técnica. Desmistifica a noção geral de que "programar seja complexo". Trabalha programação e codificação de forma aplicada, fornecendo ao participante (2) situações reais e profissionais, por exemplo, jogos, indústria, comércio, educação. Demonstra que a internet abriga conteúdos interessantes e que pode ser uma importante ferramenta de aprendizado quando bem utilizada.
[0042] A instrução propõe a montagem de equipamentos tecnológicos, onde participante (2) recebe noções de sistemas, tecnologia da informação, eletronica, mecânica e mecatronica. Ao aplicar códigos de programação para operar os equipamentos, o participante (2) compreende que a atuação em tecnologias é gerada por códigos e que ele mesmo pode intervir.
[0043] Imersão tecnológica de participantes (2) em um ambiente de atividades tecnológicas atrativas é um fator de alta relevância no desenvolvimento de atributos cognitivos sobre as tecnologias emergentes na sociedade e desenvolvimento da mentalidade destes participantes (2), aumentando a percepção sobre a relação de dependência que temos com a tecnologia. Adicionalmente, a imersão tecnológica compreende a redução da distancia emocional e assimilação tecnologia entre diferentes gerações e classes sociais, promovendo uma cidadania inclusiva durante o desenvolvimento da índole dos participantes (2) e reduzindo o gap tecnológico que ocorre entre membros de um mesmo ciclo familiar.
[0044] O presente método de ensino propicia à sociedade atual um desenvolvimento de futuras gerações de valor que tem em sua essência o espirito de inovação para o desenvolvimento tecnológico da sociedade. Além disso, a integração entre os membros familiares é uma derivante da atratividade do método de ensino independentemente da idade ou classe social dos cidadãos.
[0045] Ambiente de atividades tecnológicas atrativas é qualquer âmbito capaz de propiciar um desenvolvimento mental e emocional de forma divertida e atrativa aos participantes por meio da realização de atividades relacionadas a operações com hardwares e/ou softwares.
[0046] A comunicação com responsáveis (3), tutores, outros participantes (2) e indivíduos de diversos ciclos sociais desenvolve a interação social dos participantes de forma a estimular a autonomia intelectual, curiosidade e espirito empreendedor. Em uma concretização, os responsáveis (3) são incluídos na resolução de tarefas adicionais de forma a auxiliar a compreensão dos conceitos multidisciplinares. Em uma concretização adicional, os responsáveis (3) são incluídos em todas as etapas do processo de aprendizado dos participantes (2).
[0047] A aplicação de conceitos de operações com hardwares e/ou softwares em projetos (H) compreende o engajamento dos participantes (2) do método de ensino de programação e codificação, em que, o projeto (H) demanda ao participante (2) a elaboração de um projeto (H) sobre aplicações dos conceitos instruídos em produtos ou processos, que tenham potencial empreendedor. O participante (2) é orientado a fazer uma apresentação deste projeto (H), que é avaliado e criticado, no intuito de identificar o potencial empreendedor e conduzir o participante (2) para o processo de empreendedorismo através deste projeto (H). Em uma concretização, o participante (2) é apresentado, de forma objetiva e atrativa, aos requisitos éticos e legais, por exemplo, contratos, cotas de participação, estrutura corporativa, marketing. Em outra concretização, o participante (2) é conduzido à formação de uma startup de base tecnológica ou à cotas de participação em uma startup existente. Em uma concretização adicional, a aplicação de conceitos de programação e codificação em projetos (H) de empreendedorismo é realizada por um grupo de participantes (2).
[0048] Projeto (H) é qualquer planejamento por parte do participante (2) utilizando os conceitos previamente instruídos, com o intuito de ampliar e aperfeiçoar tais conceitos além de permitir ao participante (2) a compreensão de outros conceitos multidisciplinares. Em uma concretização, o projeto (H) possui visão empreendedora.
[0049] Em um segundo objeto, a presente invenção apresenta um sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares compreendendo:
a. uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) compreendendo uma pluralidade de módulos de desenvolvimento (6) compreendendo adicionalmente:
i. conteúdo teórico de programação e codificação em servidor de rede compreendendo manuais, vídeos tutoriais e vídeo aulas;
ii. kits tecnológicos personalizados modulares; iii. áreas de interação e conteúdo compreendendo interação entre participantes (2), tutores e responsáveis (3);
b. ao menos um banco de dados;
c. servidor de análise; em que,
a plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) é comunicante com ao menos um banco de dados;
ao menos um banco de dados é comunicante com o servidor de análise.
[0050] A plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) compreende uma pluralidade de módulos de desenvolvimento (6) e montagem de equipamentos tecnológicos.
[0051] O sistema de ensino é capaz de se adaptar de acordo com o surgimento de novas tecnologias emergentes, de forma a adaptar seus módulos e kits tecnológicos modulares personalizáveis a tais tecnologias.
[0052] Módulo é qualquer conjunto de elementos capaz de instruir uma ou mais disciplinas sobre operações com hardwares e/ou softwares. Cada módulo é acompanhado de um kit tecnológico modular personalizado para envolvimento e montagem de um equipamento tecnológico que demanda uma interface de codificação para operação. Não obstante, a quantidade de módulos é também variável e ajustável conforme a necessidade da aplicação variando, por exemplo, com a tecnologia imposta na atualidade.
[0053] Para fins de exemplificação, são listados alguns módulos com itens meramente exemplificativos de modo a não restringir o sistema aos itens descritos a seguir.
[0054] Módulo I (A): programação e games: módulo de introdução a conceitos de eletrônica, montagem de um microcomputador para jogar e embarcar outras tecnologias programáveis.
[0055] Módulo II (B): programação e robótica: introdução a conceitos de eletrônica e robótica, montagem de um braço mecânico com interface computacional programável.
[0056] Módulo III (C): programação e drone: módulo de introdução a conceitos de eletrônica e aeromodelismo, com a montagem de um drone quadrihélice com interface computacional programável.
[0057] Módulo IV (D): programação e internet das coisas (loT): módulo de introdução a conceitos de eletronica e automação doméstica, com sensores com interface computacional programável para aplicações residenciais.
[0058] Módulo V (E): impressora tridimensional e design tridimensional: introdução a conceitos de eletronica e robótica, montagem de uma impressora tridimensional com interface computacional programável e conceitos básicos de design gráfico.
[0059] Módulo VI (F): programação e introdução a microssatélites: introdução a conceitos de eletronica e engenharia espacial, com montagem de um protótipo funcional de um microssatélite com interface computacional programável.
[0060] Módulo VII (G): introdução a inteligência artificial: aplicação dos conceitos de inteligência artificial (IA) usando um microcomputador como plataforma computacional.
[0061] Em uma concretização, a pluralidade de módulos (6) compreende os módulos de operações com tablets e operações com notebooks.
[0062] Uma descrição mais detalhada a respeito dos módulos de desenvolvimento (6) é apresentada abaixo:
[0063] O módulo I (A) conduz o participante (2), criança ou adolescente, para um nível que o permita desenvolver e evoluir de forma independente, engajando-se em projetos (H) disponíveis na Internet, livros ou em desafios reais de seu cotidiano. O módulo I (A) auxilia a compreensão sobre como buscar os comandos necessários, onde, como e porque utilizá-los.
[0064] No módulo I (A), o participante (2) recebe um kit tecnológico modular personalizado contendo um microcomputador para montar. O microcomputador recebe um sistema operacional e um conjunto softwares, dentre eles um jogo a ser alterado pela codificação e os programas de desenvolvimento de codificação. Em uma concretização os programas de desenvolvimento de codificação são o Python e o Scratch. Em uma concretização adicional o jogo utilizado é Minecraft.
[0065] Jogo é qualquer programa onde o jogador interage com o programa por meio de um dispositivo eletrônico.
[0066] A linguagem de desenvolvimento é utilizada para programar e desenvolver ações dentro do jogo. Ao montar o microcomputador, o participante (2) recebe noções de sistemas, tecnologia da informação e de eletrônica. Todos os participantes (2) se comunicam em um grupo utilizando um software específico incluso no microcomputador. Um responsável (3) de cada participante (2) também pode ser incluído. O participante (2) pode também interagir com outros participantes (2) para jogar um jogo em grupo com seu microcomputador. O Vídeo de Sumário do módulo I (A) fica sempre disponível para os participantes (2) na plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ). As tarefas adicionais são distribuídas, trabalhadas e discutidas no grupo previamente estabelecido.
[0067] Em uma concretização, o módulo I (A) possui seis sessões presenciais de uma hora e meia cada. Os grupos são formados com, no máximo, sete alunos, otimizando o desempenho dos participantes (2).
[0068] Em uma concretização adicional, ao terminar o módulo I (A), o participante (2) continua tendo acesso ao conteúdo relacionado, onde tem acesso a outros projetos (H) compatíveis com seu nível de capacitação para serem desenvolvidos de forma individual ou em grupo.
[0069] Ao aplicar códigos em no jogo, o participante (2) compreende que a interface gráfica é gerada por códigos e que ele mesmo pode intervir, deixando de ser usuário para assumir o controle. O participante (2) termina o módulo I (A) com a capacidade de compreender a codificação que permite interfaces gráficas, e tarefas complexas. O participante (2) não mantém a mesma visão ingénua e simplista com respeito às tecnologias utilizadas em seu cotidiano , por exemplo, smart phone, tablet, computador, game, etc. Ele aprende que existe uma linguagem que permite a interface entre o "ser humano" e a "tecnologia" e que ele mesmo pode realizar.
[0070] Como o acesso é realizado com o próprio microcomputador, o sistema de ensino de programação e codificação coleta dados e analisa padrões de utilização, tempo para finalização de tarefas e caminhos percorridos. A geração de dados serve para otimizar o modelo de capacitação, tornando-o cada vez mais eficiente e gerando alternativas personalizadas para diferentes tipos de participantes (2). Em uma concretização, o sistema fornece uma plataforma de suporte ao crescimento intelectual da criança e do adolescente e uma comunidade que fomenta o interesse em ciência e tecnologia aplicadas ao desenvolvimento de soluções. O conteúdo fica completamente disponível na plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) para participantes (2) do módulo I (A).
[0071] No módulo II (B) de programação e robótica, o participante (2), criança ou adolescente, é estimulado a desenvolver o raciocínio lógico, compreendendo a importância e a aplicação da área de exatas, através da montagem de um braço robótico. O participante (2) recebe um kit tecnológico modular personalizado contendo componentes eletrônicos, incluindo um microcomputador, e mecânicos. No módulo I (A) o participante (2) aprendeu que a linguagem que permite a interface gráfica que ele utiliza nos games e que o mundo digital pode ser controlado e manipulado com uma linguagem de programação a seu alcance.
[0072] A linguagem de desenvolvimento é utilizada para programar e operar o braço robótico. Ao montar o braço robótico, o participante (2) recebe noções de sistemas, tecnologia da informação, eletrônica, mecânica e mecatrônica. Ao aplicar códigos para operar o braço robótico, o participante (2) compreende que a atuação em tecnologias é gerada por códigos e que ele mesmo pode intervir.
[0073] No módulo II (B), o participante (2) aprende ainda que brinquedos e máquinas da indústria são controlados por meio do mesmo processo de codificação e programação e da mesma linguagem. Neste caso, a programação e codificação faz a interface entre o participante (2) e a tecnologia. O participante (2) aprende a programar a tecnologia que ele mesmo monta. A metodologia mostra que a linguagem utilizada para jogos e equipamentos eletronicos é a mesma que pode ser utilizada para buscar soluções para os desafios cotidianos e da humanidade. O participante (2) estabelece uma relação entre a linguagem de programação e a operação de tecnologias. Todos os participantes (2) se comunicam em um grupo utilizando um software específico incluso no microcomputador. Um responsável (3) de cada participante (2) também pode ser incluído. As tarefas adicionais são distribuídas e discutidas através deste software. Em uma concretização, o módulo II (B) possui seis sessões presenciais de uma hora e meia cada. Os grupos são formados com, no máximo, sete alunos, otimizando o desempenho dos participantes (2).
[0074] No módulo III (C) de programação e drones, o participante (2) recebe um kit tecnológico modular personalizado para montar um drone de pequenas dimensões com motores compatíveis para utilização indoor. Este projeto de capacitação em programação e codificação também é baseado na montagem de uma tecnologia e posterior estabelecimento de interface de programação para sua operação. Ou seja, um projeto de aprendizado em programação baseado em tecnologia. O participante (2) é orientado na montagem, programação e operação do drone. O controle é realizado pelo microcomputador com a interface de codificação na mesma linguagem de desenvolvimento já utilizada nos módulos I e II. Este módulo também introduz ao adolescente o conceito de responsabilidade legal, introduzindo a noção de regulamentação da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) para aeromodelos, aeronaves não tripuladas remotamente pilotadas usadas para recreação e lazer e as aeronaves remotamente pilotadas (RPA), que são as aeronaves não tripuladas utilizadas para outros fins como experimentais, comerciais ou institucionais.
[0075] Apesar de montar um drone para uso interno, não sujeito a esta regulação, o adolescente aprende lidar com situações éticas e morais. Um eventual defeito ou erro na operação do drone pode resultar em queda e necessidade de lidar com manutenção. Esta é uma lição de engajamento individual ou em grupo para solução de problemas. Este processo "abre a mente", criando perspectivas para pesquisa e desenvolvimento de aplicações práticas destes equipamentos e conceitos.
[0076] A utilização de drones por crianças e adolescentes possibilita o desenvolvimento social e emocional, colocando o participante (2) como parte de algo maior, visualizando desafios por outra perspectiva. O desenvolvimento e a operação de um drone dependem de vários conhecimentos científicos difíceis de serem compreendidos apenas com a teoria em sala de aula, mas que são compreendidas em sua aplicação prática, através de conceitos aplicados de física, geometria, mecânica, eletronica, dentre outros. Todos os participantes (2) se comunicam em um grupo utilizando um software específico incluso no microcomputador. Um responsável (3) de cada participante (2) também pode ser incluído. As tarefas adicionais são distribuídas e discutidas através deste software.
[0077] Em uma concretização, o módulo III (C) possui seis sessões presenciais de uma hora e meia cada. Os grupos são formados com, no máximo, sete alunos, otimizando o desempenho dos participantes (2).
[0078] No módulo IV (D), o participante (2) desenvolve um modelo de automação doméstica que o permite monitorar, controlar e analisar equipamentos eletroeletrônicos em sua residência. Por meio de sensores, computadores, smartphones, conectados a Internet ou uns com os outros por meio de protocolos próprios, podemos fazer com que os equipamentos e sistemas domésticos interajam conosco com o objetivo de aperfeiçoar tarefas, aprendizagem, reduzir riscos de acidentes, custos de operação e tempo.
[0079] A tecnologia da internet das coisas (loT) tem o objetivo de aumentar nossa qualidade de vida, consequentemente, essa área tem crescido exponencialmente nos últimos anos. Existe a expectativa de inúmeras aplicações em áreas diversas num futuro próximo. Na indústria, MoT (Industrial Internet of Things), o mesmo princípio é aplicado para otimizar operações, reduzir custos, riscos e tempo. [0080] O foco do módulo IV (D) está no conceito de aquisição de dados através de sensores, transmissão, protocolos de comunicação e programação, programação de painéis de monitoramento em aplicativos (apps) e automação e controle de alguns componentes. No passado, pagávamos uma empresa para monitorar nossa residência. Atualmente isto pode ser feito por nossos filhos. A programação e pensamento lógico para integração de sistemas serão críticos. A linguagem de desenvolvimento é utilizada para programar e operar todo o sistema loT. Ao montar o sistema, o participante (2) recebe noções de aquisição, monitoramento, transmissão, armazenamento e análise de dados, além de integração de sistemas, tecnologia da informação, de eletrônica e domótica.
[0081] Ao aplicar códigos para operar o sistema loT, o participante (2) compreende que a atuação em tecnologias é gerada por códigos e que ele mesmo pode monitorar e controlar. O participante (2) aprende a sistematizar o problema para desenvolver uma solução. Todos os participantes (2) se comunicam em um grupo utilizando um software específico incluso no microcomputador. Um responsável (3) de cada participante (2) também pode ser incluído. As tarefas adicionais são distribuídas e discutidas através deste software. Em uma concretização, o módulo IV (D) possui seis sessões presenciais de uma hora e meia cada. Os grupos são formados com, no máximo, sete alunos, otimizando o desempenho dos participantes (2).
[0082] Muitos dos conceitos em ciência, tecnologia, engenharia e matemática, podem parecer abstratos para o participante (2). A impressora tridimensional (3D), suas impressões e a explicação de conceitos na montagem da tecnologia de impressão são excelentes ferramentas educacionais, que trazem na prática a utilização destes conceitos. A atividade de impressão 3 D é divertida e cheia de oportunidades de aprendizagem científica e tecnológica. O kit tecnológico modular personalizado fornecido pelo sistema de ensino de programação e codificação favorece a visualização explicita da tecnologia e dos conceitos em prática. [0083] Este kit tecnológico modular personalizado contém um conjunto de componentes eletrônicos e robóticos. O microcomputador utilizado em todos os módulos favorece a visualização do cérebro de processamento das tecnologias montadas e operadas nos módulos I, II, III e IV. A impressora 3D permite a visualização da parte eletroeletrônica e, principalmente, da parte mecânica.
[0084] Diferente de computadores e telefones, a impressora 3D pode ser vista em operação e a programação realizada é transformada em movimentos claros testemunhados pelos participantes (2). O participante (2) desenvolve a capacidade de compreender espaço, movimentação e calibração em 3 dimensões, o conceito de precisão, cálculo de tempo de impressão, a ciência e a tecnologia de materiais, a dinâmica de fusão e esfriamento de materiais aplicados, camada a camada pelo "extrusor", entre outros. Por meio da impressão de planos superpostos é possível explicar como funciona o conceito de "fatiamento", o qual é empregado na tomografia computadorizada, na geofísica de rochas, no levantamento topográfico, no georeferenciamento de áreas, etc. O participante (2) é introduzido a softwares para design de figuras em 3D que são reproduzidas pela impressora 3D.
[0085] O sistema integrado é uma lição de como hardware e software funcionam em uma sintonia fina e milimétrica para produzir resultados impressionantes e de difícil compreensão para pessoas com quem convivemos diariamente. Os participantes (2) tem oportunidade de fazer e imprimir suas próprias tecnologias. Tudo isso liberta uma série de novas capacitações. O jovem tem a oportunidade de praticar a engenharia, através da criação de seus protótipos, podendo ainda integrar os conceitos de eletrônica, automação e programação, conforme instruídos previamente, para a criação de produtos reais, com diferentes aplicações. Essa capacidade o torna apto a inovar e empreender de maneira dinâmica. A linguagem de desenvolvimento é utilizada para programar e operar a impressora 3D.
[0086] Ao montar o equipamento, o participante (2) recebe noções de sistemas, tecnologia da informação, de eletrônica, robótica, materiais, desenho técnico e modelagem 3D. Ao aplicar códigos para operar a impressora 3D, o módulo ensina que a atuação em tecnologias é gerada por códigos e que ele mesmo pode intervir, calibrando e ajustando seu funcionamento para um acabamento mais realístico. O participante (2) aprende sobre a diversidade de materiais e adequabilidade para diferentes materiais e aplicações. A impressora 3D pode usar uma diversidade de softwares e proprietários como fontes do design do objeto que se pretende imprimir. O adolescente recebe noções básicas de operação desses softwares. Esta exposição favorece o participante (2) que só teria esta oportunidade em estágios mais avançados de sua carreira futura.
[0087] Em um tempo de conteúdo excessivo e falta de conexão com o mundo real, este módulo permite ao participante (2) fazer, criar e obter uma profunda compreensão da tecnologia e da ciência por trás dela. É uma lição de pro-atividade, motivação, resiliência e capacidade de solucionar desafios. A atividade de imprimir em 3D fornece várias oportunidades para o erro crítico; aquele que impede o resultado satisfatório: design, prototipagem, cálculo, tipo de material, tempo de impressão e posicionamento do objeto para impressão. É possível cometer todos tais erros e voltar para recomeçar. A plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) possibilita ao adolescente buscar as imagens e designs desejados para impressão. Todos os participantes (2) se comunicam em um grupo utilizando um software específico incluso no microcomputador. Um responsável (3) de cada participante (2) também pode ser incluído. As tarefas adicionais são distribuídas e discutidas através deste software.
[0088] Em uma concretização, o módulo V (E) possui seis sessões presenciais de uma hora e meia cada. Os grupos são formados com, no máximo, sete alunos, otimizando o desempenho dos participantes (2).
[0089] Durante o módulo V (E), o participante (2) se depara com inúmeros questionamentos sobre a resolução de possíveis problemas de execução e é estimulado a aplicar de inúmeras formas a matemática para a solução de problemas que podem ser aplicados no mundo real. Por exemplo:
a. "a impressora 3d é capaz de imprimir o objeto desenhado no software 3D? Se o desenho excede os limites da impressora, como proporcionalmente reduzi-lo?";
b. se o objeto tem uma altura de 150 mm, "quanto tempo a impressora leva para completar a impressão?";
c. "se a peça for maior que a capacidade de impressão, como dividi- la para ser impressa em partes menores e como poderá ser montada posteriormente?".
[0090] O uso de microssatélites como ferramenta de experiência prática de ensino é consistente com o modelo de exposição à ciência, tecnologia, engenharia e matemática adotado pelo sistema de ensino de programação e codificação da presente invenção e várias instituições educacionais ao redor do mundo. O modelo de experiência prática se contrapõe ao modelo tradicional baseado em aulas teóricas. Seguindo a mesma metodologia dos módulos anteriores, o kit tecnológico modular personalizado entregue no módulo VI (F) permite aos participantes (2) integrar conceitos relacionado a aplicação de sensores, programação, ciência, engenharia e matemática para aprender a pensar como cientistas, desenvolver o pensamento crítico, a abordagem sistematizada para solução de desafios, a inteligência emocional e a capacidade de trabalhar em grupo, a importância da abordagem multidisciplinar, além da autonomia intelectual.
[0091] A linguagem de desenvolvimento é utilizada para programar e operar todo o sistema do microssatélite. Ao planejar, montar e integrar o sistema, o participante (2) recebe noções de aquisição, monitoramento, transmissão, armazenamento e análise de dados, além de integração sistemas, tecnologia da informação, de eletrônica e de engenharia espacial. O kit tecnológico modular personalizado fornece a tecnologia de processamento computacional com um kit de sensores para desenvolvimento projetos (H) com o equipamento do microssatélite. Em uma concretização, a estrutura robusta do microssatélite não é a padronizada para lançamentos oficiais, mas permite a aplicação dos conceitos, o embarque das tecnologias reais para projetos (H) oficiais e mais importante, a reutilização para diferentes projetos (H).
[0092] Após o término do Módulo VI (F), o participante (2) é encorajado a participar de grupos formados na plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) para se engajar em projetos (H) oficiais e competir em programas que podem ser, de fato, colocados em órbita.
[0093] Na plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ), projetos (H) podem prosseguir de forma aberta e com a interação de tutores. O crescimento neste nível pode atrair a participação de profissionais e académicos para o desenvolvimento de projetos (H) reais. O modelo de montagem e estabelecimento de interface de codificação promove o questionamento e a curiosidade científica, ensinando os participantes (2) a pensarem como cientistas. Todos os participantes (2) se comunicam em um grupo utilizando um software específico incluso no microcomputador. Um responsável (3) de cada participante (2) também pode ser incluído. As tarefas adicionais são distribuídas e discutidas através deste software. Em uma concretização, o módulo VI (F) possui seis sessões presenciais de uma hora e meia cada. Os grupos são formados com, no máximo, sete alunos, otimizando o desempenho dos participantes (2).
[0094] No módulo VII (G), os tópicos redes neurais e cadeia de markov são utilizados para explicar o conceito de Inteligência Artificial, aplicado ao problema de reconhecimento de padrões. A linguagem de desenvolvimento é utilizada para programar o microcomputador para aplicar os conceitos de IA. O participante (2), já com noções de eletrônica e robótica, é desafiado a desenvolver sistemas de reconhecimento de padrões, baseados nos tópicos relacionados a IA. Apesar de conceitos complexos, o participante (2) aprende aplicações atrativas que pode usar e proporciona a autoconfiança necessária para seu desenvolvimento em projetos individuais ou em grupos formados na plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ). O participante (2) conhece e reconhece as limitações do microcomputador na implementação de sistemas de IA. Contudo, o participante (2) compreende de que forma os aplicativos ou equipamentos reconhecem situações e interagem com eles. Desta forma, os participantes (2) podem vislumbrar potenciais aplicações da IA no seu dia a dia.
[0095] O participante (2) aprende sobre a aplicação de IA em tecnologias usadas em módulos anteriores, em atividades profissionais diversas, no design de sistemas autónomos. O participante (2) é devidamente apresentado ao tema e o sistema de ensino capacita o participante (2) para crescer dentro desta área promissora.
[0096] Ao final da instrução dos módulos o sistema de ensino apresenta ao participante (2) um projeto (H). Este projeto (H) demanda ao participante (2) a elaboração de um projeto (H) sobre aplicações dos conceitos trabalhados nos módulos de desenvolvimento (6) em possíveis produtos ou processos, que tenham potencial empreendedor. Em seguida, o participante (2) faz uma apresentação deste projeto (H), que é avaliado e criticado, no intuito de identificar o potencial empreendedor e conduzir o participante (2) para o processo de empreendedorismo através deste projeto (H). Todo esse processo é conduzido pelo participante (2), com a orientação dos instrutores, em fases predefinidas. Este projeto (H) pode ser realizado com a participação de um jovem ou um grupo de jovens pré-selecionado. Ao final, o participante (2) compreende como é o processo de formação de uma startup de base tecnológica a partir de uma ideia conceituai. Os participantes (2) são orientados pelos próprios donos do negócio os quais participaram do processo de escolha do participante (2).
[0097] O participante (2) é exposto a uma cultura proativa e pragmática de empreendedorismo, aplicação de conceitos científicos de engenharia, tecnologia e matemática para solucionar desafios existentes. Neste processo o participante (2) aprende todas as atividades demandadas em um negócio próprio. Tudo é feito por todos os participantes (2) com o objetivo de inovar e criar valor. Conceitos de administração, planejamento, gerenciamento, fluxo de caixa, valor (VPL), pay back, receita, custos, tributos, risco, regulação, confiabilidade operacional e humana, investimento, compromisso, trabalho em equipe, inteligência emocional, terceirização (outsourcing), entre outros, são assimilados e aplicados em um modelo de aprendizado contínuo.
[0098] Em uma concretização, o jovem é apresentado, de forma objetiva e atrativa, aos requisitos éticos e legais, por exemplo, contratos, cotas de participação, estrutura corporativa, marketing. O participante (2) tem igualmente acompanhamento jurídico para aprender como garantir sua participação em negócios e como proteger criações, invenções, programas, códigos, marcas, etc.
[0099] A presente invenção, deste modo, trata de um conceito de inclusão tecnológica, por exemplo, para a família, de maneira a promover a imersão tecnológica de indivíduos através da montagem de kits tecnológicos modulares personalizáveis, tornando a capacitação em programação mais fácil, amigável e atrativa.
Exemplo
[0100] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.
[0101] Para fins de exemplo sobre o sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, é demonstrado a seguir uma das possíveis concretizações sobre o sistema da presente invenção. O ensino de operações com hardwares e/ou softwares é centrado na programação e codificação de equipamentos eletronicos, por meio de uma plataforma didática configurada para tal conduta.
[0102] O sistema de ensino de programação e codificação compreende:
a. plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ). O participante (2) tem acesso a um ambiente totalmente personalizado e exclusivo. A plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) fornece conteúdo, ferramentas, apps de interação e desenvolvimento, etc;
b. cloud terceirizada para armazenamento e uso de ferramentas.
Algumas especificidades mudam com o provedor do serviço de nuvem e analytics.
c. serviços de big data, analytics também terceirizados.
[0103] O franqueado (4) e os participantes (2) têm acesso gratuito. A responsabilidade financeira e o controle técnico da plataforma (1 ) é feito por profissionais da técnica.
[0104] Os elementos que compõe a dita plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ), denominada de Codes Smart Cloud no presente exemplo, podem ser visualizados na figura 1 , e detalhado a seguir.
[0105] Para o acesso, controle e monitoramento do sistema é disposto da seguinte forma. Não há senhas para uso direto com o microcomputador, sendo o microcomputador o Raspberry Pi ®. O participante (2) tem acesso ao conteúdo de seu módulo exclusivamente por seu Raspberry Pi ®. O controle, monitoramento e coleta de dados é possibilitado por um tag eletrônico individual da placa Pi. Cada módulo tem conteúdo próprio, rede de interação correspondente a seu módulo e a seu tutor, rede social com todos os participantes (2) daquele módulo, possibilidade de criar grupos para projetos (2.2) especiais, etc. Participantes (2) têm acesso aos módulos já realizados, suas áreas de interação e conteúdo. Conteúdo controlado com regras de download, reprodução e distribuição. Vídeos funcionam em stream e não podem ser baixados.
[0106] Banco de dados compreende geração e aquisição de dados, formação e robustecimento de bancos de dados. Armazenamento de conteúdo, vídeos tutoriais, vídeo aulas, vídeos relacionados ao tema do módulo, material de leitura, informação técnica sobre o equipamento e os componentes, etc. Tarefas adicionais, desafios, sugestões e recomendações de conteúdos extras. Termo para uso (sem identificação de indivíduos) de dados produzidos é incluído no contrato. Geração de dados e volume armazenado são crescentes. Utilização dos dados fica a critério dos profissionais do estado da técnica.
[0107] A comunicação entre participantes (2), responsáveis (3), tutores e profissionais ocorre por meio de áreas de interação, WhatsApp (2.1 ), grupo do módulo local, grupo do módulo nacional, chat com seu tutor, grupos de interesse específico. Projetos (H) especiais, clubes, eventos, podem surgir desta interação. Responsáveis (3) são incluídos no grupo de tarefas adicionais e interação com o tutor. Redes sociais (2.3) como Twitter , Facebook , Instagram e notícias relacionadas são importantes em uma área que tem inovação exponencial. Interação entre participantes (2) avançados pode integrar conteúdo multimódulo para geração de projetos (H) aplicados e inovações. Rede criativa de ideias.
[0108] Elevado potencial para o empreendedorismo. Prospecção de oportunidades para projetos (H) de colaboração à distância com parceiros internacionais. Eventuais competições, sendo elas regionais ou nacionais, entre participantes (2) de diferentes franqueados (4).
[0109] Big data e analytics é restrita aos profissionais do estado da técninca. Relatórios com dados consolidados em modelos preestabelecidos são fornecidos para franqueados (4) e escolas clientes (5). Estudos especiais podem ser sugeridos ou encomendados por franqueados (4) ou escolas clientes (5). Interação entre bancos de dados internos. As informações geradas podem ser cruzadas com banco de dados externos gerando informações valiosas diretamente ou indiretamente relacionadas ao sistema de ensino. Acesso a banco de dados externos, big data, data flow, etc.
[0110] Advanced analytics, business inteligence tools, data outputs além de resultados de análises, padrões gerados, informações, etc. são utilizadas, realimentam o sistema e podem ser utilizadas a critério dos profissionais do estado da técnica.
[0111] Modelagem é uma área de acesso restrito aos profissionais do estado da técnica com relatórios e informações consolidadas para fraqueados e escolas clientes (5). Identificação e análise comportamental dos perfis dos participantes (2). relatórios, output de resultados para administração e conselho estratégico. Modelagem, otimização do modelo de negócio, do módulo de capacitação, do material didático, dos equipamentos tecnológicos. Cruzamento de modelos, modelagem econométrica, modelagem de resultados.
[0112] Ainda, as figuras de 2 a 4 apresentam um exemplo de modelo de funcionamento da plataforma (1 ) e do dashboard.
[0113] O sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares compreendem disponibilidade de material didático (atualmente com dez kits tecnológicos modulares personalizáveis, mas os kits são dinâmicos, pois a tecnologia muda e os kits mudarão, continuarão evoluindo. Outros também virão integrando outras tecnologias emergentes, como veículos autónomos, monitoramento biométricos, etc; definido por:
a. Conteúdo programático, atividades presenciais, homeworks, e roteiros de sessões fornecidos sem custo adicional, disponibilizado na Codes Smart Cloud.
b. Vídeo-aulas, vídeo-tutoriais, vídeo-curiosidade, todos fornecidos na Codes Smart Cloud.
c. Advanced Analytics aplicados a melhoria de performance dos participantes (2), da metodologia e da rentabilidade do franqueado (4).
[0114] Assim, o presente sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares entrega ao usuário kits tecnológicos personalizado para montar computador, braço robótico, drone, impressora 3D, sistema de automação doméstica, loT e modelo funcional de microssatélite; para programar e realizar projetos (H) em grupo durante as sessões e de forma independente em casa. A estratégia leva os jovens a desenvolverem sua curiosidade; para buscarem aplicações para seus novos conhecimentos e aplicar suas novas tecnologias incluindo, o desenvolvimento de soluções para desafios cotidianos.
[0115] Com o método da presente invenção, o jovem se apodera do entusiasmo, da motivação e das ferramentas necessárias para desenvolver projetos (H) de forma independente e criativa. E não apenas isso, mas o presente método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares fornece um ambiente propício ao desenvolvimento da inteligência emocional, do espirito de colaboração, da perseverança e do pragmatismo na entrega de resultados. Ao desenvolver capacitação em codificação, o participante (2) se prepara para as mudanças do mercado resultantes de tecnologias disruptivas. A dinâmica da codificação ainda desenvolve a capacidade dos jovens em abordar problemas de forma sistemática e lógica, valorizando o desempenho, a qualidade e o pragmatismo na finalização de tarefas.
[0116] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.

Claims

Reivindicações
1 . Método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares caracterizado por compreender as etapas de:
a. harmonização de conceitos de taxonomia dos objetivos, pedagogia da problematização e metodologia ativa; b. instrução dos conceitos harmonizados em operações com hardwares e/ou softwares em uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 );
c. inclusão tecnológica por meio da imersão tecnológica de participantes (2) em um ambiente de atividades tecnológicas atrativas;
d. aplicação de operações com hardwares e/ou softwares em projetos (H);
e. aprendizagem de programação, ciência e engenharia por meio da atividade de desenvolvimento de tecnologias.
2. Método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela imersão tecnológica de participantes (2) em um ambiente de atividades tecnológicas atrativas compreender comunicação com responsáveis (3), tutores, outros participantes e indivíduos de diversos ciclos sociais por meio da plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ).
3. Método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela instrução dos conceitos harmonizados em operações com hardwares e/ou softwares em uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) compreender montagem e codificação de equipamentos tecnológicos.
4. Método de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pela instrução dos conceitos harmonizados em operações com hardwares e/ou softwares em uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) compreender análise de performance de participantes (2) nas operações com hardwares e/ou softwares.
5. Sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares caracterizado por compreender:
a. uma plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) compreendendo uma pluralidade de módulos de desenvolvimento (6) compreendendo adicionalmente:
i. conteúdo teórico de programação e codificação em servidor de rede compreendendo manuais, vídeos tutoriais e vídeo aulas;
ii. kits tecnológicos modulares personalizados; iii. áreas de interação e conteúdo compreendendo interação entre participantes (2), tutores e responsáveis (3);
b. ao menos um banco de dados;
c. servidor de análise;
em que,
a plataforma didática de operações com hardwares e/ou softwares (1 ) é comunicante com ao menos um banco de dados;
ao menos um banco de dados é comunicante com o servidor de análise.
6. Sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelos kits tecnológicos modulares dinâmicos personalizados compreenderem adaptação em relação a tecnologias emergentes da atualidade e ao menos um de seus materiais didáticos, substituíveis, modernizáveis e atrativo para todas as idades:
a. programação e jogos;
b. programação e robótica;
c. programação e drone;
d. programação e internet das coisas;
e. impressora tridimensional e design tridimensional; f. programação e introdução a microssatélite;
g. introdução a inteligência artificial;
h. projetos de empreendedorismo;
i. operações com tablets; ou
j. operações com notebooks.
7. Sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelos kits tecnológicos modulares personalizados compreenderem adaptabilidade para operarem com tecnologias da atualidade.
8. Sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo servidor de análise compreender recepção de dados, análise de dados e geração de relatórios.
9. Sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela geração de relatórios compreender relatórios sobre a análise de dados.
10. Sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelos kits tecnológicos personalizados compreenderem adicionalmente emissão de dados.
PCT/BR2018/050260 2017-07-28 2018-07-27 Método e sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares WO2019018917A1 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102017016213-3A BR102017016213A2 (pt) 2017-07-28 2017-07-28 Método de ensino de programação e codificação
BR102017016213-3 2017-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019018917A1 true WO2019018917A1 (pt) 2019-01-31

Family

ID=65039237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BR2018/050260 WO2019018917A1 (pt) 2017-07-28 2018-07-27 Método e sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares

Country Status (2)

Country Link
BR (1) BR102017016213A2 (pt)
WO (1) WO2019018917A1 (pt)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110515328A (zh) * 2019-07-31 2019-11-29 贾骐鸣 一种基于树莓派的野外无人厕所监控系统及监控方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100598311B1 (ko) * 2004-10-06 2006-07-10 정보통신연구진흥원 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇교육시스템
KR200438227Y1 (ko) * 2007-08-21 2008-02-01 (주)에이치아이 시스템 마이크로 프로세서를 이용한 지능형 자율이동로봇 교육용키트
KR20120036680A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 경운대학교 산학협력단 블록완구를 이용한 교육용 로봇키트
US20130109267A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Modular Robotics Incorporated Modular Kinematic Construction Kit
US20160339351A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Rustem Akishbekov Connecting structures in a modular construction kit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100598311B1 (ko) * 2004-10-06 2006-07-10 정보통신연구진흥원 지능로봇실습키트 및 지능로봇을 이용한 지능로봇교육시스템
KR200438227Y1 (ko) * 2007-08-21 2008-02-01 (주)에이치아이 시스템 마이크로 프로세서를 이용한 지능형 자율이동로봇 교육용키트
KR20120036680A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 경운대학교 산학협력단 블록완구를 이용한 교육용 로봇키트
US20130109267A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Modular Robotics Incorporated Modular Kinematic Construction Kit
US20160339351A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Rustem Akishbekov Connecting structures in a modular construction kit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110515328A (zh) * 2019-07-31 2019-11-29 贾骐鸣 一种基于树莓派的野外无人厕所监控系统及监控方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR102017016213A2 (pt) 2019-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aljabreen Montessori, Waldorf, and Reggio Emilia: A comparative analysis of alternative models of early childhood education
Tokarieva et al. Educational digital games: models and implementation
Hartley et al. Second Life®: A 3D virtual immersive environment for teacher preparation courses in a distance education program
McHaney et al. Immersive simulation in constructivist-based classroom e-learning
Zhu et al. Improving video engagement by gamification: A proposed design of MOOC videos
Amrulloh et al. Professional development teacher to improve skills of science process and creativity of learners
Donally The immersive classroom: Create customized learning experiences with AR/VR
Majchrzak et al. Towards routinely using Virtual Reality in higher education
Lartigue et al. Promoting k-8 learning using oculus rift: Employing virtual reality to increase learning outcomes in elementary biology
DiBenedetto Barry J. Zimmerman: An Educator with Passion for Developing Self-Regulation of Learning through Social Learning.
Salandanan Teaching Approaches & Strategies.
Crane Online teaching and learning: A practical guide for librarians
Farley Virtual worlds in higher education: The challenges, expectations and delivery
WO2019018917A1 (pt) Método e sistema de ensino de operações com hardwares e/ou softwares
Tripp et al. Match-making to enhance the mentoring relationship in student teaching: Learning from a simple personality instrument
Moid Education 4.0: Future of Learning With Disruptive Technologies
Yunita et al. Citizenship Learning Through Self Organized Learning Environment on Students' Learning Styles
Delanoë-Gueguen et al. SEMIS (seedlings): Sowing the entrepreneurial competences of first-year masters students
Khazanchi et al. Hands-On Activities to Keep Students With Disabilities Engaged in K-12 Classrooms
Akinyemi Development and Utilisation of an Instructional Programme for Impacting Competence in Language of Graphics Orientation (LOGO) at Primary School Level in Ibadan, Nigeria
Wijnands et al. Experience the ‘Flows’ with eduScrum: About the Why, How, and What of the Empowerment of Students and Teachers
Liu et al. Research on the Application of Smart Classroom in the Training of Learning Motivation for Preschool Education Majors
Cwikla Mathematics, Computational Thinking, and Coding for Middle and High School African American Girls in the Deep South
Lopez Increasing the Effectiveness of K-12 STEM Workshops Through Targeted Context and Creative Technologies
Ampartzaki et al. Pedagogy, Learning, and Creativity

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18838287

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18838287

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1