terça-feira, 16 de janeiro de 2018

Workshops APEVT - PAFC


No âmbito do projeto de autonomia e flexibilização curricular, a APEVT coloca à disposição dos docentes interessados um conjunto de workshops gratuitos, a desenvolver nas escolas. Estas sessões cobrem temáticas que vão da reflexão sobre projetos interdisciplinares a sessões práticas sobre técnicas de trabalho artístico na educação. Neste âmbito, o know-how das TIC em 3D sustenta o workshop 3D: Ferramentas e Metodologias, que visa introduzir docentes das áreas artísticas à modelação e impressão 3D com ferramentas simples, possíveis de utilizar nos contextos de sala de aula e projetos no ensino básico.

Newsletter CFAERC VI



O projeto TIC em 3D/Fab@rts está em destaque na edição mais recente da newsletter do Centro de Formação Associação de Escolas Rómulo de Carvalho (Mafra).





Nesta edição, são abordadas as valências do projeto ao nível das bibliotecas escolares, e ramificações do domínio da partilha de conhecimento e formação de professores.

sexta-feira, 12 de janeiro de 2018

Instantes



Com o semestre de TIC a terminar, os alunos avançam nos seus projetos finais. Estamos a utilizar o Sketchup Make para modelar sob temas definidos em projetos eTwinning.





Uma das turmas de TIC está num projeto diferente, inserido no Da Janela da Minha Escola e Mais Além. Projeto que foi apoiado pelo Ciência na Escola para desenvolvimento. Estes apoios são importantes e prestigiosos, mas não esperamos por eles para desenvolver o nosso trabalho. Curiosamente, a notícia da nomeação chegou-nos no dia em que começámos a imprimir em 3D os modelos criados pelos alunos neste projeto.





A grande novidade deste segundo período é o reforço do espaço Maker do Centro de Recursos. O clube de robótica anda agora a perceber como tirar melhor partido deste espaço renovado.

Projeto Paleo (II)









Se passarem pelo átrio da Escola Básica Venda do Pinheiro podem ficar a conhecer a exposição de artefatos líticos. Mistura artefatos originais, reproduções, digitalizações 3D de alguns objetos, e bibliografia sobre a temática. É a vertente mais tangível do projeto Paleo, mostrando o trabalho desenvolvido na disciplina de História e com Centro de Recursos.

quinta-feira, 11 de janeiro de 2018

Da janela da minha escola e mais além!


É o nosso mais recente desafio, em parceria entre as disciplinas de Ciências e TIC, com contributos de EV, Geografia e História. Concorremos com este projeto ao concurso de ideias Ciência na Escola da Fundação Ilídio Pinho, e fomos selecionados para passar à segunda fase do concurso, com apoio financeiro. No entanto, os nossos alunos já estão a trabalhar neste projeto desde novembro.


Curiosamente, no dia em que soubemos da seleção para o Ciência na Escola tínhamos começado a imprimir em 3D os primeiros modelos de satélites criados por um dos grupos de alunos que participa neste projeto.

Da janela da minha escola e mais além!

Nº de turmas envolvidas: 2
Nº de alunos envolvidos: 60

Resumo do projeto:

Cruzando conhecimentos das áreas de Ciências, Educação Visual, Geografia, História e TIC, pretendemos neste projeto levar os alunos a conhecer, através da observação in-situ e da utilização de tecnologia por satélite, o contexto natural, social e cultural da região envolvente à escola - a paisagem natural da Venda do Pinheiro inserida no Complexo Vulcânico Mafra-Lisboa e na nascente da Bacia Hidrográfica do Rio Lizandro.

Descrição do Projeto

1. Introdução/Objetivos:

A escola encontra-se inserida no complexo vulcânico Mafra-Lisboa e na bacia hidrográfica do Rio Lizandro. Pretende-se que os alunos partam à descoberta desta região, percebendo como evoluiu ao longo do tempo, através de visitas de estudo, análise de cartas geológicas e de satélite, atividades laboratoriais e reconstituição da paleogeologia da região.

As tecnologias de manufatura aditiva, das quais a impressão 3D é uma das vertentes, são hoje um importante recurso económico, com utilizações que vão da prototipagem rápida a novos processos de manufatura. Pretendemos que os alunos trabalhem diretamente esta tecnologia como ferramenta de concepção e produção.

A observação da Terra a partir do espaço é um importante recurso com implicações científicas e económicas. As plataformas de sensores que perscrutam a superfície terrestre, a partir de diferentes órbitas, permitem conhecer a fundo o nosso planeta, com impacto em modelos científicos, económicos e ambientais.

Deste projeto resultará a criação de mapas tridimensionais do relevo da zona do Complexo vulcânico Mafra-Lisboa e Rio Lizandro, mostrando o seu desenvolvimento em diferentes épocas geológicas. Em paralelo, criaremos um modelo de satélite impresso em 3D, abordando esta tecnologia na vertente de observação da Terra. O resultado final será assemblado como diorama, conjugando a visão de satélite com mapas tridimensionais para retratar a evolução desta zona ao longo dos últimos 150 milhões de anos.

A escola encontra-se inserida no complexo vulcânico Mafra-Lisboa e na bacia hidrográfica do Rio Lizandro. Pretende-se que os alunos descubram a região e como evoluiu ao longo do tempo, através de visitas de estudo, análise de cartas geológicas e de satélite, atividades laboratoriais e reconstituição da paleogeologia da região. Pretendemos que os alunos trabalhem diretamente com tecnologias de manufatura aditiva como ferramenta de conceção e produção. Observar Terra a partir do espaço permite  conhecer a fundo o nosso planeta, com impacto em modelos científicos, económicos e ambientais. Neste projeto irão ser modelados e impressos mapas 3D do relevo da zona, mostrando o seu desenvolvimento em diferentes épocas geológicas, e concebido um modelo de satélite impresso em 3D. O resultado final será assemblado como diorama, conjugando a visão de satélite com mapas 3D para retratar a evolução desta zona ao longo dos últimos 150 milhões de anos.

2. Processos/Procedimentos e Produtos:

Processos: Ciências Naturais: visitas de estudo; análise de cartas geológicas: 34B, 30C; 30D e 34B; atividades laboratoriais e atividades de investigação do tipo IBSE- Inquiry Based Science Education;
TIC: Aprendizagem de conceitos elementares de modelação e impressão 3D; Modelação e impressão 3D de mapas geológicos e satélites; atividade ESA Teach With Space From The Ground and From The Sky.; História: Reconstituição de eventos históricos e culturais revelantes; Geografia: Análise da paisagem, relevo e clima da região; Educação Visual: Métodos de representação rigorosa; Bibliotecas Escolares: metodogias de pesquisa; pegada digital; partilha online e licenciamento de propriedade intelectual; espaços maker.

Procedimentos:  Estudo de aspetos geológicos, geográficos e hídricos característicos do ecossistema da região de Mafra - Venda do Pinheiro (CN);  Conceção gráfica dos elementos a recriar em 3D (TIC/EV); Modelação em 3D de satélite e mapas geológicos (TIC); Impressão 3D de satélite e mapas geológicos (TIC).

Produtos: mapas em relevo 3D zona do Complexo vulcânico Mafra-Lisboa e Rio Lizandro, em diferentes eras, partilhados com licenciamento Creative Commons em repositórios online; modelo de satélite impresso em 3D concebido pelos alunos; diorama "Complexo vulcânico Mafra-Lisboa e da Bacia Hidrográfica do Rio Lizandro ao longo de 150 milhões de anos".

3. Relevância Pedagógica:

Experimentar com tecnologias de impressão 3D;
Definir metodologias de abordagem à impressão 3d integradas em conteúdos curriculares
Abordar a tangibilidade de conceitos complexos utilizando tecnologias de impressão 3D;
Aprofundar em trabalho de projeto interdisciplinar conteúdos específicos de ciências;
Estimular os alunos para áreas CTEM;
Reforçar intercâmbios no binómio escola-instituições.
Desenvolver atividades de investigação do tipo IBSE – Inquiry Based Science Education;
Potenciar o desenvolvimento de competências pessoais e sociais através de uma educação para a cidadania e preservação do ambiente;
Sensibilização para a importância das ciências na interpretação dos fenómenos do dia-a-dia;
Reconhecer os potenciais da tecnologia de investigação por satélite;
Reconhecer as consequências das ações humanas sobre os ecossistemas e como isso afeta a saúde pública das cidades;
Compreender as relações entre a paisagem natural e a história, a cultura e a economia locais.

4. Parcerias: 

As parcerias externas possibilitam apoio na impressão 3D e acesso à rede nacional de FabLabs para divulgação do projeto e seus produtos.
BEEVERYCREATIVE (apoio técnico na impressão 3D); LAB Aberto (divulgação na rede nacional de FabLabs); ESERO (recursos pedagógicos da Agência Espacial Europeia); Junta de Freguesia da Venda do Pinheiro (apoio técnico e bibliografia); Instituto de Educação da Universidade de Lisboa (acompanhamento pedagógico); Departamento de Geologia da Universidade de Lisboa (acompanhamento científico).

5. Potencial de Execução:

Interno: recursos didáticos sobre a geologia do concelho de Mafra em 3D utilizáveis como reforço/simplificador de aprendizagem nas aulas de ciências naturais;
Externo: disponibilização online com licenciamento creative commons dos ficheiros produzidos para impressão 3D por terceiros (outras escolas, etc).

Introdução à Impressão 3D - Benedita


Dia 26, no Externato Cooperativo da Benedita, vai decorrer uma formação de Introdução à Impressão 3D. Todos os docentes interessados podem participar, mediante inscrição. Basta trazer um computador portátil e vontade de aprender. Para mais informações e inscrições, visitem o site da ANPRI.

terça-feira, 9 de janeiro de 2018

Projeto Paleo



Diga-se que este foi um dos mais divertidos projetos que desenvolvemos nos últimos tempos. Como todos os bons projetos, arrancou por acaso, com uma menção à vertente fablab do Centro de Recursos. A ideia original era a de complementar uma exposição de artefatos líticos com atividades de pesquisa em repositórios 3D e impressão de alguns dos elementos pesquisados. Mas percebemos que se podia ir mais longe.

Impressão 3D de biface


E porque não, pensámos, digitalizar alguns destes artefactos? Não dispomos de scanners 3D, mas sabemos utilizar aplicações de fotogrametria. Não temos tido muitas oportunidades para usar esta tecnologia de digitalização, e este projeto pareceu-nos uma excelente forma de o fazer. 

Projeto Paleo

 Na sua forma final, este projeto incluiu:
- digitalização 3D de artefatos líticos, com partilha online e ficheiros disponíveis para impressão 3D;
- impressão 3D de reproduções dos artefatos líticos;
- pesquisa no Centro de Recursos, em repositórios de conteúdo de 3D, de modelos relativos à pré-história;
- exposição no átrio da escola, reunindo artefatos originais, cópias impressas em 3D, impressões 3D de modelos pesquisados pelos alunos, bibliografia e monografias.

Finalizado o projeto e a atividade, a escola fica a dispor, no Centro de Recursos, de um acervo de reproduções rigorosas de artefatos líticos da zona de Elvas, Póvoa de Santo Andrião e Tróia, que podem ser utilizados pelos docentes de História nas suas aulas.

Malha poligonal texturizada, processada no ReMake
 Para quem quiser fazer uso dos materiais criados neste projeto, podem descarregar diretamente no Sketchfab, organizados na coleção Projeto Paleo. A página de cada artefato tem informação sobre o local de recolha, época histórica, material do artefato e dimensões reais para impressão 3D, em milímetros. No Sketchfab podem ser descarregados os modelos em OBJ, com mapa de texturas. Para impressão 3D, podem encontrar aqui os ficheiros STL: ficheiro zip contendo todos os artefatos líticos, ou podem aceder a esta pasta do Google Drive para descarregar ficheiros STL individuais: Projeto Paleo. Os ficheiros STL foram validados pelo netfabb e imprimem sem erros.

Tecnologias Utilizadas


Fotogrametria é uma técnica de digitalização 3D que se baseia na trigonometria. É possível extrair informação espacial a partir de medições feitas sobre uma imagem - o princípio matemático que permite gerar informação rigorosa a partir de reconhecimento e levantamentos aéreos. O que os algoritmos de fotogrametria fazem é concatenar essa informação espacial a partir de sequências de fotografias, identificando pontos em comum e com isso gerar a malha poligonal de um modelo 3D. Normalmente, tira-se um mínimo de vinte fotos ao redor do objeto a capturar. Os melhores resultados requerem muito cuidado na toma de fotos, com máquinas fotográficas e software calibrado.

Captura 3D, em pré-processamento
Há algumas soluções mais simples: o Scann3D para Android, que gera resultados razoáveis mas na versão gratuita sem o nível de detalhe que queríamos para este projeto; o Regard3D, programa gratuito que dá bons resultados na extração de point clouds e geração de malha poligonal a partir de fotografias, mas não está optimizado e não permite limpar triângulos em excesso (um processamento de dados de imagem para extracção de pontos pode demorar horas); acabámos por utilizar o poderoso ReMake da Autodesk, programa que requer 8Gb de RAM no mínimo para correr, e é gratuito com uma licença de educação. O processamento das fotos é feito nos servidores da Autodesk (há uma versão totalmente offline, mas necessita de 16 Gb de RAM para correr), e o algoritmo é poderoso e tolerante com a qualidade das imagens. Mesmo na versão gratuita, comparativamente ao Scann3D permite melhores capturas, e ao contrário do Regard3D, fá-lo de forma rápida e com ferramentas de edição para posterior limpeza de malha poligonal.

Artefatos para digitalizar, reproduções impressas em 3D, medição das dimensões globais dos artefatos nos eixos XYZ.
Depois de um teste inicial para validar o conceito, digitalizámos alguns dos objetos da coleção de Vítor Miranda, o professor de História que propôs este projeto. São artefatos líticos que recolheu em diversos locais arqueológicos do paleolítico e neolítico, que estudou no domínio de artigos e monografias, algumas das quais estão expostas na exposição que reúne as várias vertentes deste projeto. Não digitalizámos todos os objetos que nos trouxe. A fotogrametria não é apropriada para objetos muito pequenos, optámos por digitalizar os mais representativos. Como o método de captura foi algo rudimentar (um plinto de projetor, massa bostik ou suportes simples para manter as peças fixas, fotos com um telemóvel), tivemos uma taxa de sucesso nas capturas de cerca de 80%. Houve pelo menos três capturas cuja malha poligonal não correspondia aos nossos critérios mínimos de captura da forma.

Porquê em 3D?


Não é difícil ir a um repositório e encontrar modelos de artefatos líticos. Porque é que nos decidimos a fazer um projeto destes? A questão da autenticidade e proximidade parece-nos pertinente. Há uma diferença sentimental forte, de elo de ligação, entre trabalhar com modelos e exemplos vindos de outras realidades, ou tocar em objetos de realidades que nos são próximas. Saber que o artefacto milenar em que seguramos foi recolhido no nosso país, corresponde ao labor dos nossos longínquos antepassados, tem qualquer coisa de especial.

Pesquisa orientada de recursos em repositórios de modelos 3D.

Normalmente abordamos o património de outros países, porque temos poucos exemplos recolhidos e partilhados do nosso próprio património. Foi por isso que nos atirámos a este projeto, e disponibilizamos os modelos para visualização online e download para impressão 3D. Qualquer interessado pode fazer uso dos modelos que criámos nestes projetos, em qualquer contexto. Se tiverem uma enorme vontade de imprimir bifaces e machados pré-históricos, estes modelos estão ao vosso dispor. Se quiserem mostrar na sala de aula, permitindo que os alunos toquem nestes objetos, sintam a sua volumetria e textura, utilizem livremente o resultado deste trabalho. Não garantimos a total fiabilidade das capturas 3D, mas o seu processamento tentou ao máximo manter fidelidade ao modelo original.

Este projeto é mais uma contribuição para a partilha de conhecimento, de elementos que facilitem aprendizagens. Foi criado no âmbito das atividades do departamento de Ciências Sociais e Humanas do Agrupamento de Escolas Venda do Pinheiro, proposto pelo Prof. Vítor Miranda. As fases de pesquisa foram coordenadas pela Prof.ª Jacqueline Duarte, coordenadora do Centro de Recursos Poeta José Fanha, no âmbito do projeto Fab@rts: O 3D nas mãos da Educação. A captura e processamento 3D dos artefatos líticos foi feita pelo Prof. Artur Coelho, coordenador PTE e dinamizador dos projetos TIC em 3D/Fab@rts. A impressão dos modelos foi feita em impressoras BEEVERYCREATIVE no espaço maker do Centro de Recursos Poeta José Fanha e zona de trabalho PTE do Agrupamento.