Micromundos e simulações
Micromundo: origem

Micromundo nasceu na comunidade de
IA: “... a definable world of objects
corresponding to some domain of the
real world in the form of a computer
program.” Noss e Hoyles, 1996
Micromundo: Papert

“The turtle world is a microworld, a
place, a province of the mathland
where certain kinds of mathematical
thinking could hatch and grow with
particular ease. The microworld is an
incubator.” Papert, 1980
Micromundo

O objetivo do micromundo é oferecer
operadores sobre objetos concretos
respeitandos leis formais. Construções
com os objetos concretos pelo sujeito
favorecem construções “na cabeça” de
conhecimentos sobre as leis formais.
LOGO


A Turtle LOGO é considerado como um
objeto concreto favorecendo a
Micromundo “leis de Newton”
construção de
conhecimentos
Nesse sentido, Papert propõe a Dynaturtle para
geométricos.abordagem das leis Newtonians: a computerbased interative learning environment where the
prerequisites are built into the system and where
Ele a considera
como o estilo
learneres can become the active, constructing
architects of their own learning. Papert, 1980
computacional
de fazer geometria,
quando a geometria de Euclid é o estilo
axiomático.
Thompson


« to mean a system composed of
objects, relationships among objets, and
operations that transform objects and
relationships. »
« in practice a mathematical microworld
incorporates a graphical display which
depicts a visualization of the
microworld’s initial objects »
Laborde


« um ambiente de objetos e relações,
um conjunto de operadores susceptível
de operar sobre esses objetos criando
novos objetos apresentando certas
novas relações »
« deveremos provavelmente adicionar
uma relação mais o menos nítida ao
conceito de manipulação direta.»
Balacheff


(i) um sistema formal no sentido
matemático, seja um conjunto de
objetos primitivos, um conjunto de
operações elementar e um conjunto
de regras exprimindo como as
operações podem ser executadas e
associadas;
(ii) um sistema fenomenal que
determina os comportamentos na
interface em relação com os objetos
do sistema formal e as operações
sobre esses objetos. Esse sistema
modeliza o tipo de "feedback"
resultantes das ações e decisões do
usuário.
Acquisição

A gente completa a definição de
Balacheff do sistema seguinte:

(iii) um sistema de aquisição que
determina as ações possíveis do usuário.
Além dos comandos e aquisição de dados,
esse sistema pode igualmente modelizar a
interpretação das intenções do usuário em
função do contexto dessas ações.
Interação com micromundo

Os autores abordam a questão da
interface entre o sistema de objetos e o
sujeito em direções distintas:




Papert considera a comunicação com o
computador como um forma de aprender a
falar matemática.
Thompson interessa-se à visualização.
Laborde fala de manipulação direta.
Balacheff fala de sistema de fenomenos.
Interface





concrete embodiement to mathematical
objects: tartaruga
Papert: comunicar com computador é falar
matemática.
Thompson: necessidade de um output das
operações internes.
Laborde: o output funciona como input.
Balacheff: o output é tão significativo quanto
um fenomeno.
Representações

Construção de significações sobre os
objetos, propriedades e operações.


A interface permite a tradução de
operações significativas sobre as
representações em operações formais
sobre os objetos e vice-versa.
O computador pode favorecer a criação de
novos sistema de representação.
Trés exemplos



LOGO
Cabri
GSP
Comentários


Nas ultimas abordagens, a noção de
problema que era considera nas origens
do micromundo desapareceu para a
noção de sistema formal.
A questão da interface aparece ter um
papel central na definição de
micromundos.
Espaço de problemas

“A clearly delimited task domain or
problem space whose elements are
objects and operations on objects which
create new objects and operations”
Feurzeig, 1987
Finalmente, um micromundo



Espaço de problemas
Sistema formal associado para resolver
os problemas desse espaço
Sistema de representação permitindo a
operações sobre os objetos formais e
visualizar os resultados dessas
operações.
Simulações

A ideia de simulação não é
exclusivamente reserva a uma
implementação no computador:


a didatica da física produciu algumas
simulações (mesa sem atritos, ...)
O computador oferece a possibilidade
de criar as mais diversas simulações.
Simulações

Existem pelo menos duas abordagens
da noção de simulação.


Uma dela considera a simulação como a
reprodução no computador de fenómenas
da natureza.
Uma outra abordagem considera a
simulações como uma concretização de
uma modelização.
Simulação - reprodução

A simulação como reprodução oferece a
oportunidade de explorar fenomenas:


Dificil de explorar em condições reais:
fenomenas a temperaturas muito elevada,
muito baixa, a evolução muito lento ou
rapida, em condições perigosas.
Com a possibilidade de reduzir o efeito de
certos elementos: força de atritos, por
exemplo.
Simulação - concretização

A simulação como concretização
permite a criação de situações
concretas para a exploração de
modelos:


Regras de um jogo matemático,
A tartaruga LOGO simulando propriedades
da geometria.
Simulações, ponto em comum

As duas abordagens das simulações são
parecidas quando trata-se da
implementação no computador. As duas
precisam de uma modelização que
gerencia o funcionamente da simulação.
Simulação - micromundo


Simulação e micromundo são muito
parecidos. Os dois associam um sistema
formal (representação interna) e um
sistema fenomenal (representação na
interface).
A diferencia é no fato que a simulação
coloca essa associação entre sistemas
em situações particulares.
Simulação - aprendizagem


As simulações são uma das mais significativas
formas de contribuição do computador aos
processos de aprendizagem.
Portanto, a exploração de uma simulação
pelo professor deve ser feita com um cuidado
particular. Ele deve usar as simulações em
situações que favorecem a modelização. Por
exemplo, levando o aluno:


a explicitar e verificar antecipações perceptivas,
explorar posições particulares, variações e
invariâncias de grandezas.
Trés exemplos



Modellus
Interactive Physics
Zoombinis