Build the future : spillways : aplicativo mobile para ensino de projeto de vertedouros

Abstract

Resumo: Estruturas hidráulicas possuem uma ampla gama de aplicação na base de serviços públicos essenciais à população, como nas usinas hidrelétricas, no controle de cheias e no saneamento. Desta forma, dada a relevância e importância destas estruturas, é fundamental que haja profissionais qualificados para dimensioná-las, que são nada mais que o reflexo do êxito do sistema de ensino das universidades. Para tanto, o emprego de novas tecnologias em escolas de engenharia, apesar de incipiente, tem se mostrado uma alternativa promissora na facilitação e agilidade do processo de ensino aprendizagem. É com esse objetivo que este trabalho propõe Spillways: um software educativo de dimensionamento e análise de estabilidade de vertedouros do tipo ogiva. Spillways também é a segunda ferramenta desenvolvida para a série de aplicativos Build the Future, que tem como foco a criação de ferramentas voltadas ao ensino de engenharia de recursos hídricos e ambiental. Baseado na filosofia cognitivista de aprendizagem, na engenharia didáticoinformática, nos métodos consagrados do US Army Corps of Engineers e nas tecnologias de ponta do Google no que tange ao desenvolvimento de aplicações para dispositivos móveis, Spillways alia psicologia da educação, engenharia de recursos hídricos e engenharia de software no desenvolvimento de uma ferramenta capaz de guiar acadêmicos e engenheiros no aprendizado de um tema tão relevante para a sociedade. Esta primeira versão conta com duas etapas de projeto de vertedouro ogiva e treze módulos, nos quais o usuário poderá estudar da teoria à prática através de diversas ilustrações, feedbacks interativos e animações que facilitam a aprendizagem de forma lúdica. O desenvolvimento guiado por testes garantiu a qualidade do software e das exclusivas fórmulas produzidas para este trabalho, além de culminar em um modelo reduzido impresso em 3D. A avaliação do aplicativo foi realizada por professor especialista baseando-se em um método exclusivo para softwares educativos: a Taxonomia para Avaliação de Recursos Digitais de Aprendizagem (TARDA), no qual foi aprovado em 86% dos critérios analisados. Entretanto, Spillways não foi aplicado em sala de aula, o que pode ser alvo de estudo futuro. Além disso, a arquitetura de software de Spillways permite que novas estruturas hidráulicas possam ser adicionadas futuramente, de modo que diferentes aplicações da série Build the Future possam ser combinadas em um só aplicativo

Abstract: Hydraulic structures have a wide range of applications in essential public services for the population, such as hydroelectric power stations, flood control and sanitation. Therefore, given the relevance and importance of these structures, it is essential to have qualified professionals to design them, who are nothing more than a reflection of the success of the university education system. To this end, the use of new technologies in engineering schools, although still in its infancy, has proved to be a promising alternative for facilitating and speeding up the teaching-learning process. To this end, this paper proposes Spillways: an educational software program for the design and stability analysis of ogive spillways. Spillways is also the second tool developed for the Build the Future application series, which focuses on creating tools for teaching water resources and environmental engineering. Based on the cognitivist philosophy of learning, didactic-informatics engineering, the established methods of the US Army Corps of Engineers and Google's cutting-edge technologies when it comes to developing applications for mobile devices, Spillways combines educational psychology, water resources engineering and software engineering to develop a tool capable of guiding academics and engineers in learning about a subject that is so relevant to society. This first version has two stages of ogive spillway design and thirteen modules, in which the user can study from theory to practice through various illustrations, interactive feedback and animations that facilitate learning in a playful way. Test-driven development ensured the quality of the software and the exclusive formulas produced for this work, as well as culminating in a reduced 3D-printed model. The application was evaluated by a specialist teacher based on an exclusive method for educational software: the Taxonomy for the Evaluation of Digital Learning Resources (TARDA), in which it passed 86% of the criteria analyzed. However, Spillways has not been applied in the classroom, which could be the subject of future study. In addition, Spillways' software architecture allows new hydraulic structures to be added in the future, so that different applications from the Build the Future series can be combined into a single application.