Projetos de Inovação Pedagógica – PIP2018 by Técnico Lisboa

Inovação no Técnico

Projectos de Inovação Pedagógica Neste documento pretendemos divulgar os resultados obtidos da implementação dos Projetos de Inovação Pedagógica – PIP2018

pip.tecnico.ulisboa.pt

Boas Vindas Caros colegas, Os recentes desenvolvimentos tecnológicos e as rápidas transformações sociais vieram lançar novos desafios à educação em engenharia no século XXI. De modo a preparar jovens engenheiros mais capazes de antecipar, intervir e responder aos desafios futuros da nossa sociedade, o Técnico desencadeou um processo de análise e reflexão sobre o seu modelo de ensino e práticas pedagógicas. A Comissão de Análise do Modelo de Ensino e Práticas Pedagógicas (CAMEPP) do IST, foi mandatada para o efeito pelos órgãos de gestão da Escola, para repensar o modelo de formação pedagógica do Técnico e definir as linhas orientadoras para uma reorganização da formação da Escola. Os Projetos de Inovação Pedagógica surgiram neste contexto e destinam-se a apoiar os professores no desenvolvimento de novos formatos e métodos de ensino inovadores, incentivando a inclusão de novas tecnologias e competências em unidades curriculares, que desempenham papéis cada vez mais importantes no mundo do trabalho, como por exemplo, o trabalho colaborativo baseado em projectos e as tecnologias digitais. Com esta Brochura, pretendemos apresentar os resultados dos Projetos de Inovação Pedagógica 2018, e divulgar o ensino inovador que é feito no Técnico. Também esperamos que estes projetos incentivem outros professores a experimentar novas ideias e que sirvam de protótipos para projetos futuros. E por último, o meu profundo agradecimento a todos os professores que investem o seu tempo e energia em pôr em prática estes projetos, assim como a todos os estudantes envolvidos, que, também contribuiram para a sua viabilização. E não quero acabar sem deixar um agradecimento à Beatriz Silva, membro da comissão executiva do Conselho Pedagógico, por todo o seu tempo e empenho para que esta Brochura visse a luz do dia.

Raquel Aires Barros Presidente do Conselho Pedagógico Instituto Superior Técnico

Índice 7

Introdução ao Projecto

Projectos PIP2018

Laboratório de Inovação Social (SILab)

MOOC Analytics como apoio a uma estratégia de flipped-classroom

HTS e Lab-on-a Chip: duas aproximações inovadoras e eficientes no desenvolvimento de processos de purificação de produtos biológicos

15 GameCourse 16

Microgeração solar: avaliação económica e valor acrescentado na qualidade de energia (MGQE)

Estúdio de Design da Internet das Coisas

Sistemas de Produção e Utilização de Energia Elétrica Fotovoltaica: Aplicações, Metodologias e Aprendizagem

3D-Biomol - Impressão e Utilização de Modelos 3D no Estudo de Estruturas Biomoleculares

Projecto IST SCOPE

Otimização do processo de ensino e aprendizagem com “classroom response systems” - Clickers

Maquinas Elétricas Industriais: tração, geração e transmissão de potência

Capture the Flag: Gamificação da Aprendizagem na UC de Segurança em Software

Massive Open Online Tool (MOOT)

25 SmarMob@Tecnico 26

Sugestões para apoio, integração e sustentabilidade dos projetos

Estava a olhar para a lista dos projetos selecionados e a pensar que de facto temos aqui um grande potencial instalado em termos da nossa capacidade de disponibilizar não só ensino e investigação de qualidade, mas também para oferecer ideias novas e ensinar da melhor maneira possível os nossos alunos.

Arlindo Oliveira Presidente do Instituto Superior Técnico (2012-2019) arlindo.oliveira@tecnico.ulisboa.pt

Sumário Executivo O Técnico estabeleceu como uma das suas prioridades a actualização e adaptação do seu modelo de ensino e práticas pedagógicas aos dias de hoje. Neste contexto desencadeou um processo de análise e reflexão sobre o seu modelo de ensino e práticas pedagógicas, visando definir as linhas orientadoras para uma reorganização da formação na Escola. Em Janeiro de 2018 foi constituída a Comissão de Análise do Modelo de Ensino e Práticas Pedagógicas (CAMEPP) do IST, mandatada pelos órgãos da Escola, para repensar o modelo de formação pedagógica do IST. A mudança de paradigma de ensino é um dos pontos críticos para o sucesso do modelo Técnico 2122, e em Fevereiro de 2018 foi lançada a primeira edição dos Projectos de Inovação Pedagógica - PIP2018, uma iniciativa, promovida pelo Conselho Pedagógico, com o apoio do Conselho Científico e do Conselho de Gestão, com o objectivo de financiar projectos de inovação pedagógica no âmbito de unidades curriculares (UC) leccionadas no IST e promover a implementação de métodos pedagógicos inovadores e de aprendizagem activa com impacto positivo na actualização e adaptação do modelo de ensino do IST. Esta primeira edição PIP2018 foi recebida com grande entusiasmo pela Escola e foi um enorme sucesso, tendo sido submetidas 39 propostas, e financiados no total 17 projectos com impacto na melhoria do ensino e aprendizagem dos estudantes do IST.

Factos e Números

Candidaturas

Projectos aprovados

67,608.51€

59,708.14€

3,976.97€

Valor investido

Valor executado

Valor médio por projecto

1168

Estudantes envolvidos

Departamentos

Docentes

investigadores

Técnicos

Bolseiros

2 Apresentações públicas

Introdução ao Projecto Os Projectos de Inovação Pedagógica (PIP) realizam-se anualmente e apoiam o esforço dos docentes, fornecendo pequenas quantias de financiamento para ajudar a equipa a projetar e implementar novas iniciativas. O Concurso PIP tem como objectivo a mobilização dos docentes do IST tendo em vista os seguintes requisitos: • a actualização e/ou adaptação do modelo de ensino do IST, preferencialmente ao nível dos 1º e 2º ciclos. • a utilização de ferramentas que sejam relevantes ao nível da aprendizagem, como case studies, problem based learning, active learning, flipped classrooms, learning based on research. • o fornecimento de métricas para aferir o sucesso e descrever como estas serão medidas. • o uso de novas tecnologias, incluindo soluções digitais, para resolver problemas de aprendizagem e ensino. As experiências e conhecimento desenvolvidos nestes projetos é vasto e as equipas dos PIP2018 são uma referência útil para outros docentes que desejem realizar atividades semelhantes. A lista completa das cadidaturas e dos projectos financiados está disponível no final desta brochura. O objectivo desta brochura é documentar todos os projectos PIP2018, identificando as ideias boas e/ou inovadoras que podem ser do interesse da comunidade do Técnico.

Comentário aos PIP2018 Patrícia Rosado Pinto É Pró-Reitora da Universidade Nova de Lisboa e Coordenadora da Escola Doutoral da NOVA - NOVA Doctoral School. Também coordena o Gabinete de Desenvolvimento Profissional dos Docentes desta universidade, onde é responsável pela oferta de formação pedagógica aos docentes e pela produção de material pedagógico de suporte à actividade educativa.

Aceitei escrever um pequeno artigo, em forma de comentário, sobre os Projetos de Inovação Pedagógica – PIP (2018-19) promovidos pelo Instituto Superior Técnico (IST) com o mesmo entusiasmo com que os fui comentar aquando da sua apresentação. Saúdo o IST pela iniciativa e fico particularmente agradada com o facto de poder fazer parte da mesma. Gostaria de realçar várias ideias. A primeira é a de que esta é uma iniciativa conjunta dos órgãos de gestão da instituição que validam a mensagem de que é crucial apostar na inovação pedagógica, de que a inovação está ao alcance de todos os docentes e de que é essencial estabelecer incentivos para que esta surja. Por outro lado, a existência de tantos concorrentes prova que os docentes se preocupam com a sua atividade pedagógica e que, surgida a oportunidade de a melhorarem, a aproveitam sem hesitações (Hasanefendic et al., 2017). Este movimento no sentido da melhoria das práticas pedagógicas constitui, na minha perspetiva, um contributo para esbater o desconforto, ainda hoje vivido entre os docentes do Ensino Superior e que se prende com o evoluir rápido de um estatuto, até aqui de forte componente científica, mas que, por crescentes dificuldades na gestão de um mundo cada vez mais global e tecnológico, habitado por estudantes com características sociais, culturais, étnicas e etárias muito heterogéneas, passa a exigir aos docentes competências de índole relacional e de intervenção pedagógica muito diferentes e diversificadas. Neste sentido, a tarefa de repensar e melhorar os ambientes de aprendizagem nas Instituições de Ensino Superior (IES) não poderá ser um esforço isolado, devendo ser equacionado numa perspetiva institucional e de colaboração entre diferentes estruturas. A segunda ideia central a esta iniciativa é que a inovação não é um fim em si e que o impacto nos estudantes e nas suas aprendizagens constitui o foco central de todo o processo de mudança nas IES (bastará ler os estatutos do concurso). A melhoria da prática pedagógica é vista, por conseguinte, como uma forma de se melhorar a preparação dos estudantes, não só com um conjunto de conhecimentos científicos e tecnológicos actuais, mas também com competências intelectuais, profissionais e sociais que lhes permitam a integração na vida social e profissional. A análise dos diferentes projetos evidencia muito do que hoje se sabe sobre o processo de aprendizagem e se preconiza sobre a aprendizagem no Ensino Superior (EUA, 2018). Por um lado, a aprendizagem como processo ativo, “hands-on”, de construção de conhecimentos, gestos e atitudes. Muitos dos projetos estão construídos em torno da ideia de que se aprende melhor agindo e interagindo e de que, embora a aprendizagem seja um processo individual em que pessoas diferentes aprendem de maneira diferente, existem, por essa mesma razão, imensas potencialidades numa aprendizagem colaborativa. Por outro lado, a leitura das propostas faz emergir a importância atribuída às tecnologias ao serviço da formação, com projetos baseados em artefactos pedagógicos de base tecnológica e em formatos de “e-learning” ou de “blended-learning”. Acrescente-se, ainda, que, com uso maior ou menor de tecnologias, a gamificação e as suas potencialidades lúdicas e competitivas e, consequentemente, pedagógicas, surge como pilar central de alguns dos projetos apresentados.

A aproximação dos contextos de formação às situações reais do exercício da profissão é outra das vertentes patentes nos projetos. É por essa razão que há propostas que assentam na utilização da simulação de situações reais, baseadas no conhecimento de que a utilização das práticas e dos conteúdos aprendidos será mais fácil se a aprendizagem dos mesmos tiver ocorrido num contexto/”setting” semelhante àquele em que depois eles serão utilizados. A aplicação ou “transfert” do que se aprendeu passará, assim, a ser mais natural. A mobilização de conhecimentos anteriores e o seu alinhamento com os novos conhecimentos também emerge da análise de algumas propostas. De facto, é conhecida a relevância pedagógica da mobilização e reativação dos conhecimentos anteriores e da sua utilização coerente na aquisição de novos conhecimentos e na resolução de problemas concretos ou na análise de casos. Como se sabe, a resolução de situações problemáticas atribui utilidade e aplicabilidade às aprendizagens, características constantemente valorizadas pelos nossos estudantes. Alguns projetos apostam na ligação entre a investigação e a formação, melhor ainda, na utilização da investigação como ferramenta de formação. É a este nível que se percebe a importância que alguns docentes atribuem ao desenvolvimento, nos estudantes, de hábitos e procedimentos de reflexão e de crítica, com base em referenciais teóricos sólidos, tornando a relação teoria-prática evidente e útil. Algumas propostas assentam na multidisciplinaridade. A importância deste movimento de transversalidade que, no domínio pedagógico, nos retira dos silos dos nossos domínios científicos e nos aproxima de outros olhares sobre a mesma realidade, é de importância crucial nas IES dos nossos dias e no mundo cada vez mais global e interativo que é o nosso. Por último, gostaria de salientar as propostas que apostam na missão social da Universidade. O estabelecimento de pontes entre o mundo académico e o mundo fora dos muros da Academia é hoje uma das principais características das universidades modernas, dando sentido a um Ensino Superior que integra e harmoniza diferentes missões e responsabilidades. A implementação destes projetos e a sua monitorização e avaliação irão, certamente, provar a importância individual, curricular e institucional da introdução de inovações pedagógicas em instituições que, apesar do peso da tradição, conseguem perceber, validar e, sobretudo, incentivar a Inovação. Universidade Nova de Lisboa, 2 de novembro de 2019

Referências EUA Trends (2018). Learning and teaching in the European Higher Education Area. Hasanefendic, S.; Birkholz, J.M.; Horta, H. & Van der Sijde, P. (2017). Individuals in action: bringing about innovation in higher education, European Journal of Higher Education, 7:2, 101-119.

Projectos PIP2018

Laboratório de Sistemas Ciber-Físicos e IoT O que foi realizado Os equipamentos e componentes adquiridos foram especificados tendo em conta a facilidade da sua utilização por alunos dos mestrados em Engenharia Informática. Assim o laboratório foi equipado com: • Kits de controladores e sensores da família Arduino/Genuino para ensino de práticas de concepção e desenvolvimento de aplicações em sistemas com interacção ciber-física (sensorização, interface analógica-digital, padrões de desenho de programas) • Kits de carros e drones para desenvolvimento e avaliação de desempenho de sistemas com restrições temporais e de controlo. Com base nestes equipamentos especificaram-se e produziram-se materiais pedagógicos para trabalhos laboratoriais da disciplina Aplicações e Computação para a Internet das Coisas (MEIC, METI), designadamente guias de laboratório – para a introdução aos sistemas ciber-físicos – e maquetes de projectos a desenvolver pelos alunos. O Projeto

Para dar maior flexibilidade de estudo e de desenvolvimento dos trabalhos laboratoriais, no início do semestre é entregue um kit padrão por grupo de alunos, a ser devolvido em boas condições no final do semestre. Cada grupo poderá requisitar um kit adicional para a realização do projecto final.

O projecto teve como objectivo dotar os laboratórios de Informática com condições para o ensino de sistemas ciber-físicos e da Internet das Coisas (IoT) na perspectiva da Engenharia Informática, com foco na programação de sistemas embebidos e com restrições de recursos.

Os projectos desenvolvidos têm temas intuitivos relacionados com a sensorização distribuída de ambientes inteligentes (controlo de iluminação pública, controlo distribuído de tráfego) e têm uma demonstração final com a integração dos trabalhos de todos os grupos do turno de laboratório.

Foi financiada a aquisição de diversos equipamentos de medida, de produtos e componentes – kits de controladores e sensores, pequenos robots e drones – para equipar laboratórios na Alameda e Taguspark. Com base nos artefactos adquiridos, no âmbito de dissertações dos Mestrados em Engenharia Informática e de Computadores (MEIC) e em Engenharia de Telecomunicações e Informática (METI), foram especificadas e desenvolvidas peças pedagógicas laboratoriais para a disciplina Aplicações e Computação para a Internet das Coisas.

Outra informação relevante Os kits padrão adquiridos começaram também a ser utilizados nos projectos da disciplina Ambientes Inteligentes (MEIC). Na sequência deste projecto, e em parceria com o Laboratório de Design de Interacção para a Internet das Coisas, o Departamento de Engenharia Informática alocou um novo espaço laboratorial para o desenvolvimento dos projectos de ensino em Design de Interacção e Sistemas Ciber-Físicos.

O projecto foi cofinanciado pelo Conselho Pedagógico e pelo Departamento de Engenharia Informática.

Alberto Ramos da Cunha (alberto.cunha@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática (DEI) UC: Aplicações e Computação para a Internet das Coisas (MEIC, METI)

Laboratório de Inovação Social (SILab) O que foi realizado • Implementação do espaço físico: foi criado um espaço físico no Taguspark, sala 2.2. O espaço foi equipado com mesas de trabalho, bancadas, bancos, ferramentas para prototipagem e tela de parede onde se pode escrever. Espaço esse que se encontra disponível para o usufruto dos alunos. • Projetos desenvolvidos nos cursos de BSc / MSc: No curso de Engenharia Industrial e Ambiente, os alunos prepararam 22 projetos com o objetivo de melhorar a mobilidade de indivíduos mais velhos (com idade> 65 anos). Um desses projetos ganhou o prémio nacional da categoria Impacto na Grace Academy (Responsabilidade Social Corporativa). No curso Empreendedorismo de Base Tecnológica, cerca de 30 alunos de diferentes nacionalidades e formações-base desenvolveram 8 projetos que abordavam o tópico da “Inovação Social - Desenvolvimento de bens e / ou serviços para atender às necessidades de indivíduos de comunidades vulneráveis no mundo”. Os alunos abordaram desafios vindos especificamente de diferentes regiões da Índia e beneficiaram da orientação de cinco universidades indianas parceiras. Os alunos participaram na competição E.Awards, no IST, sendo que um dos grupos ganhou uma menção honrosa e um prémio monetário. • Rede internacional e interna: Uma comissão científica foi criado no IST, com 10 professores de diferentes departamentos. Até o momento, foram estabelecidos vinte protocolos com universidades, centros de investigação e ONGs nacionais e internacionais. • Participação em eventos: O SILab esteve presente no Open Day do Técnico, no aniversário da escola, tendo realizado diversas atividades ligadas à valorização de resíduos e reciclagem de plásticos.

O Projeto A missão do Laboratório de Inovação Social é alavancar a criatividade dos alunos e estimular a capacidade para desenvolver atividades sociotécnicas, de inovação / empreendedorismo, visando a criação de produtos e serviços que supram necessidades de comunidades locais e em mercados emergentes. O Laboratório de Inovação Social do IST integra quatro dimensões principais: (i) um novo modelo educacional; (ii) um programa de mobilidade de estudantes, (iii) uma rede internacional de parceiros e (iv) um laboratório físico / experimental. O principal objetivo é combinar uma abordagem educacional orientada para o impacto social, com um espaço de trabalho e experimentação onde diferentes partes interessadas possam interagir e gerar produtos que atendam às necessidades de comunidades mais vulneráveis. Este objetivo pode ser desdobrado em quatro tarefas principais: • Criar um espaço para educação e investigação em Responsabilidade Social Corporativa e Empreendedorismo Social, integrando cursos lecionados no IST e em outras universidades; • Promover uma interação sólida entre a comunidade do IST e a sociedade, a nível nacional e global; • Promover a mobilidade de estudantes (do IST para países emergentes e de países emergentes para o IST), a fim de desenvolver soluções que potenciem o bem-estar de comunidades vulneráveis a nível global. • Criar uma rede de laboratórios internacionais cruzando a engenharia com a inovação e empreendedorismo sociais (por exemplo, MIT, Delft, KIT), a fim de potencializar o intercâmbio de estudantes e o impacto das soluções propostas.

Ana Carvalho (anacarvalho@tecnico.ulisboa.pt) Miguel Amaral (miguel.amaral@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia e Gestão (DEG) UC: Gestão Industrial e Ambiente (LEGI) e Empreendorismo de Base Tecnológica (MEGI)

MOOC Analytics como apoio a uma estratégia de flipped-classroom

Traditional vs Flipped Classroom

O Projeto

Outra informação relevante

O ênfase deste projeto foi feito na integração e utilização de uma plataforma de visualização dos acessos aos vídeos dos cursos online do Técnico. O MOOC Analytics permite ao tutor/docente ter uma visualização rápida das estatísticas dos cursos online em tempo real, i.e., enquanto o curso está a decorrer, bem como aceder ao histórico destas estatísticas para análise futura. Esta é uma ferramenta muito útil quando se usa um curso MOOC Técnico numa estratégia de aula invertida (flipped-classroom).

O MOOC Analytics é uma ferramenta de grande utilidade pedagógica para os tutores de todos os cursos MOOC Técnico, mesmo quando estes são usados noutros contextos que não o de flipped-classroom. O dashboard permite facilmente ter uma visualização das estatísticas em tempo real das visualizações dos vídeos, bem como obter dados de utilização dos vídeos com diferentes níveis de leitura, por exemplo ao nível do curso, secções, vídeo; os intervalos de tempo para cada uma destas leituras também é editável.

O que foi realizado

Ana Moura Santos (ana.moura.santos@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Matemática (DM) UC: Álgebra Linear (LEIC-T)

O MOOC Analytics permitiu apoiar a implementação de uma estratégia de flipped-classroom na UC de Álgebra Linear durante a execução do 1º semestre 2018/2019 para a LEIC-Tagus. Durante esse semestre, foi ainda elaborado e divulgado um guia de boas práticas de aula invertida com o MOOC vapX com o objetivo de facilitar a orientação dos estudantes nas semanas de estudo mais autónomo baseado nesse curso online.

HTS e Lab-on-a Chip: duas aproximações inovadoras e eficientes no desenvolvimento de processos de purificação de produtos biológicos

O Projeto

processos à escala nanométrica – Lab-on-a Chip – através de plataformas microfluídicas adquiridas no âmbito do projecto.

Este projecto teve como objectivo a melhoria e inovação pedagógica na UC de Laboratórios de Engenharia Biológica II. A inovação foi conseguida através da realização de duas actividades laboratoriais autónomas/independentes, efectuadas em grupos de 3-4 alunos, num formato de research-based learning (mini-projectos de investigação) e com utilização de técnicas inovadoras para o desenvolvimento de processos de purificação de produtos biológicos.

Outra informação relevante As actividades independentes permitiram aos alunos desenvolver múltiplas competências, nomeadamente de i) trabalho em equipa; ii) desenvolvimento experimental (desenho de experiências, uso de equipamentos inovadores, resolução de problemas); iii) pensamento crítico, quantitativo e qualitativo; iv) análise e tratamento de dados e v) comunicação, neste caso a escrita do relatório na forma de um artigo cientifico.

O que foi realizado Na primeira actividade livre (A1) os alunos desenharam e executaram um protocolo experimental para optimização da recuperação de uma proteína-modelo recombinada, produzida por cada grupo na primeira actividade experimental de LEB II. Com o recurso a placas Multiscreen, de 96 poços, acopladas a um sistema de filtração sob vácuo (mini-equipamento adquirido no âmbito do projecto) efectuaram o rastreio paralelo de múltiplas condições cromatográficas em microcolunas, explorando diferentes propriedades físico-químicas da proteína-alvo e das impurezas associadas (High-Throughput Process Development - HTPD).

As dificuldades encontradas na execução do protocolo desenhado, que dificultaram a escrita do relatório científico, foram igualmente uma aprendizagem ‘positiva’. “A larga maioria dos alunos reforçou a importância e grande utilidade dos trabalhos experimentais autónomos (A1 e A2) por os considerarem um desafio e uma mais-valia para a melhor aquisição de conhecimentos, tendo estes ainda sido referidos como uma ferramenta de grande relevância na aprendizagem autónoma e no desenvolvimento do sentido crítico no (..) trabalho em laboratório” (cit QUC, 2018-19). Realça-se que o equipamento/consumíveis adquiridos através deste PIP serão usados para o desenvolvimento de mini-projectos de investigação em LEB II, no actual e em futuros anos lectivos.

Na segunda actividade livre (A2) os alunos desenvolveram um protocolo para a optimização da extracção líquido-líquido de uma proteína fluorescente usando sistemas de duas fases aquosas. Entre os diferentes grupos/turnos foram desenhados protocolos a diferentes escalas volumétricas (10-9 -10-1 L). Um dos objectivos desta actividade foi a comparação de resultados obtidos para o mesmo sistema nas diferentes escalas, designadamente a reprodução dos

M. Ângela Taipa (angela.taipa@tecnico.ulisboa.pt) Ana M. Azevedo (a.azevedo@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Bioengenharia (DBE) UC: Laboratórios de Engenharia Biológica II (MEBiol)

GameCourse

O Projeto

funcionalidades fornecem um maior grau de flexibilidade e versatilidade em comparação com o sistema antigo, pois agora há um número maior de casos de uso que podem ser concretizados com a plataforma sem a necessidade de adicionar mais código ao sistema. Em particular, os novos recursos oferecem suporte a utilizadores principiantes, permitindo que eles interajam diretamente com a plataforma, sem a necessidade de ter um conhecimento profundo sobre a aplicação para produzir código, o que se passava nas versões anteriores.

O principal objetivo é a criação de uma solução estável e escalável, algo completamente inexistente hoje em dia e que permita a sua adopção em conjunto com outras plataformas além da atualmente utilizada (moodle). A solução passada não era escalável para mais de uma disciplina ativa ao mesmo tempo, requeria uma considerável mão-de-obra para operacionalizar dado ser necessário um largo conjunto de scripts, e era necessário um conhecimento técnico profundo sobre a aplicação de forma a poder utilizá-la. Assim, este projeto tratou não só de assegurar a sua manutenção e melhoramento ao longo do semestre da UC PCM, bem como do desenho e implementação da nova solução GameCourse.

Outra informação relevante Os resultados do projeto tiveram um impacto pedagógico bastante positivo nos alunos, por poderem usar uma versão mais rápida do sistema, e no corpo docente, dado ter de investir menos tempo na configuração e manutenção do curso, bem como a maior versatilidade que dispõe para criar conteúdo e formas diferentes de o disponibilizar. No entanto, o fator mais importante é a possibilidade de customização de ensino e aprendizagem dada a estrutura modular da nova aplicação. No futuro, o sistema continuará a ser melhorado com a introdução de melhorias na interface e um sistema de regras para aumentar ainda mais a sua flexibilidade e aplicabilidade numa maior variedade de contextos e formas de gamificar.

O que foi realizado Desenvolveu-se uma nova solução de gamificação que é configurável, flexível e escalável, permitindo que seja aplicada a outros cursos além de PCM. A plataforma anterior teve um grande número de atualizações, incluindo a mudança de paradigma da base de dados de key-value para um modelo relacional em MySQL, definindo e implementando uma linguagem de expressão completamente nova e corrigindo muitos bugs. Também foram adicionados novos recursos à plataforma. As páginas e os elementos gráficos agora podem ser criados, eliminados e editados livremente, e os mesmos podem usar eventos para navegar para qualquer página, mostrar outros elementos gráficos como tooltips e alternar a visibilidade de um elemento. Todas estas

Daniel Gonçalves (daniel.goncalves@inesc-id.pt) Departamento de Engenharia Informática (DEI) UC: Produção de Conteúdos Multimédia (MEIC)

Microgeração solar: avaliação económica e valor acrescentado na qualidade de energia (MGQE) O Projeto O projeto MGQE criou uma interface virtual para o controlo e monitorização de um sistema de microgeração solar. Oferece uma plataforma onde o aluno/utilizador poderá iniciar um contacto direto com as práticas decorrentes da injeção de energia renovável na rede elétrica de serviço público (RESP). No contexto legislativo atual, a atividade de produção descentralizada de energia por unidades de pequena produção fotovoltaica é regulamentada de forma a que a energia produzida se direcione ao autoconsumo, podendo o excedente ser injetado na RESP. Dado o investimento necessário para construir um sistema de microgeração fotovoltaica, é importante definir estratégias de despacho que permitam a maximização os ganhos económicos, sendo a estratégia de despacho ainda mais relevante em condições adversas na RESP. O projeto MGQE oferece a possibilidade de projetar estratégias de despacho da potência ativa e reativa sob diversas condições da rede elétrica em ambiente virtual permitindo a avaliação dos ganhos resultantes da estratégia delineada. O aluno/utilizador poderá observar o impacto das estratégias de despacho no que toca à energia injetada e à qualidade da onda de tensão da rede elétrica, avaliando também os resultados económicos resultantes da mitigação de sobretensões e subtensões da rede elétrica.

ca, assim como observar em gráficos dinâmicos a evolução no tempo do estado da rede elétrica. É também apresentado ao utilizador o tempo total de interrupção do microgerador, assim como o valor económico da energia injetada. No final da sessão o utilizador poderá ainda fazer o download de todos os dados da sessão para posterior tratamento.

O que foi realizado

Outra informação relevante

No decorrer do projeto foi criada uma plataforma que permite o acionamento remoto de um sistema de microgeração solar operando como um laboratório virtual, acessível através de uma interface web.

O projeto MGQE permite o contacto com conceitos relacionados com a produção de energia distribuída a um leque abrangente de utilizadores, desde estudantes de graduação e pós-graduação até não especialistas. No 2º semestre de 2019/2020, o projeto MGQE irá integrar uma sessão de laboratório da UC de Conversores Comutados para Energias Renováveis, com o potencial de integrar outras UCs.

O acionamento remoto é feito através de um servidor que faz uso de protocolos de comunicação industriais compatíveis com o microgerador. É através deste canal de comunicação que são enviados os comandos de potência ativa e reativa para o equipamento de microgeração, sendo também obtido o estado da rede (tensão, corrente injetada, frequência entre outros), assim como os parâmetros do painel solar (tensão, corrente e potência extraída).

José Fernando Alves da Silva (fernando.alves@tecnico. ulisboa.pt) Sónia Paulo Ferreira Pinto (soniafp@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC) UC: Conversores Comutados para Energias Renováveis (MEEC, MEGE)

Foi criada uma interface web que permite ao utilizador observar o estado atual do painel fotovoltaico e da rede elétri-

Estúdio de Design da Internet das Coisas O Projeto O objetivo do projeto consistiu em implementar um modelo de ensino de estúdio numa unidade curricular de base tecnológica, oferecendo aos alunos uma experiência de serem criadores de novas tecnologias. O projeto assentou em três pilares essenciais, promovendo uma aprendizagem ativa: (1) Problemas reais - no início do semestre foram propostos um conjunto de desafios societais com potencial tecnológico; (2) Colaboração - cada um dos desafios foi endereçado por uma equipa de alunos ao longo de todo o semestre. Os alunos investigaram, planearam, desenharam e criaram novas tecnologias num ambiente de aprendizagem intrinsecamente colaborativo e autónomo; (3) Crítica e reflexão - a formalização e reação à crítica é uma componente essencial no processo de desenho e foi incorporada nas aulas teóricas e práticas. O que foi realizado

Outra informação relevante

A execução da unidade curricular em formato de estúdio resultou numa experiência única na escola e potenciou o desenvolvimento de diversas competências difíceis de trabalhar num modelo de ensino tradicional: trabalho autónomo, co-responsabilização da aprendizagem, liderança, resiliência, criatividade, pensamento crítico e comunicação com clientes, peritos e pares.

O feedback dos alunos foi bastante positivo, ilustrado pelos resultados dos QUCs com uma classificação global de 8.94 e 9 (em 9 valores) nas componentes teóricas e práticas, respetivamente. Um dos estúdios foi observado pelo Núcleo de Desenvolvimento Académico do qual se destaca o comentário: “... uma metodologia de aprendizagem ativa muito motivadora pois os alunos estão muito envolvidos e empenhados nas tarefas e permite trabalhar diversas competências e dimensões em simultâneo: conteúdos científicos, aplicação de conhecimentos, organização e gestão de informação, recursos e pessoas, trabalho em equipa, expressão oral, entre outros, preparando os alunos para a vida ativa”.

Os estúdios realizaram-se uma vez por semana em blocos de três horas com atividades proposta em conjunto pelo corpo docente e alunos de acordo com as necessidades de cada projeto. Coube aos alunos elaborarem e executarem o seu plano de trabalhos personalizado enquanto o corpo docente ficou responsável por providenciar todos os recursos (pedagógicos, infraestrutura, sociais, pedagógicos, etc.) para terminarem o projeto. Em três momentos distintos durante o semestre as equipas foram avaliadas com base na apresentação do seu trabalho. Cada um dos momentos de avaliação teve um público-alvo diferente: docentes, peritos na área e colegas.

Hugo Nicolau (hugo.nicolau@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática (DEI) UC: Design de Interação para a Internet das Coisas (MEIC-A)

Sistemas de Produção e Utilização de Energia Elétrica Fotovoltaica: Aplicações, Metodologias e Aprendizagem O Projeto Este projeto teve como principal objetivo a introdução de novas tecnologias digitais de comunicação e informação como instrumentos pedagógicos de suporte às atividades letivas da UC de Sistemas Elétricos Integrados de Tecnologia Solar Fotovoltaica (SEITSF) e Fundamentos de Eletrónica (FE), do 1º e 2º ciclos de MEEC. Neste contexto, propôs-se um enquadramento baseado em práticas pedagógicas apoiadas no modelo PBL (problem-based learning) e também em processos de aprendizagem ativa.

2. Desenvolvimento de uma componente de problem based-learning baseada no projeto de um sistema fotovoltaico para uma aplicação à escolha do aluno. No decorrer do semestre foram fornecidas metodologias para o desenvolvimento estruturado de um sistema fotovoltaico, estando sempre aberta a possibilidade de discussão do desenvolvimento do mesmo com os docentes deste PIP. O projeto terminou com apresentação de 15min dos trabalhos desenvolvidos a todo o corpo docente e alunos da UC de SEITSF. Os melhores trabalhos são selecionados e dispostos na plataforma online. (link)

O projeto está dividido em quadro módulos de acordo com o conteúdo e objetivos programáticos das UCs: 1) Materiais Semicondutores e Efeito Fotoelétrico; 2) Painéis Fotovoltaicos: opções técnico-económicas tendo em conta os efeitos de sombreamento, temperatura e envelhecimento; 3) Coletores Híbridos Fotovoltaicos/Térmicos off-grid/ on-grid e 4) Dimensionamento e otimização de sistemas elétricos de produção de energia fotovoltaica. Estes módulos são abordados através de duas componentes letivas: a) uma modalidade de e-Learning online (plataforma online) e b) uma componente prática sustentada principalmente em problem-based-learning. .

Outra informação relevante Para além da aplicação destas ferramentas nas UCs já identificadas, estas podem ser integralmente ou parcialmente utilizadas em outras UCs no ramo das energias renováveis. As componentes aqui desenvolvidas promovem também futuros MOOC na área de sistemas fotovoltaicos e suas aplicações. Os alunos estão muito envolvidos e empenhados e empenhados nas tarefas e permite trabalhar diversas competências e dimensões em simultâneo: conteúdos científicos, aplicação de conhecimentos, organização e gestão de informação, recursos e pessoas, trabalho em equipa, expressão oral, entre outros, preparando os alunos para a vida ativa.

O que foi realizado 1. Desenvolvimento de uma plataforma online contendo: seitsf.tecnico.ulisboa.pt a. Vídeos curtos com explicações resumidas dos trabalhos laboratoriais a realizar na UC de SEITSF (MEEC); (link) b. Modelos de simulação desenvolvidos para demonstração dos efeitos da ligação série/paralelo de células solares e da utilização de díodos de bypass; (link) c. Atualização dos guias laboratoriais adaptados aos conteúdos desenvolvidos; (link) d. Criação de um conjunto de testes online com resposta automática, para incentivar os alunos a testarem os seus conhecimentos de forma pró-ativa. As respostas são guardadas de forma anónima numa base de dados. (link) As respostas são guardadas de forma anónima numa base de dados para consulta dos docentes da UC. e. Criação de uma base de dados com os melhores trabalhos realizados pelos alunos na componente de Problem-Based Learning deste PIP; f. Coletânea de um conjunto casos reais de projetos de aplicação de sistemas fotovoltaicos. (link)

João Filipe Pereira Fernandes (joao.f.p.fernandes@ tecnico.ulisboa.pt) Paulo José da Costa Branco (pbranco@tecnico.ulisboa.pt) Carlos Alberto Ferreira Fernandes (ffernandes@tecnico. ulisboa.pt) João Paulo Neto Torres (joaotorres@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (DEEC) UC: Sistemas Elétricos Integrados de Tecnologia Solar Fotovoltaica (MEEC) e Fundamentos de Eletrónica (MEEC)

3D-Biomol - Impressão e Utilização de Modelos 3D no Estudo de Estruturas Biomoleculares O Projeto O projecto 3D-Biomol pretendeu proporcionar aos alunos de Introdução à Engenharia Biológica a oportunidade de utilizar ferramentas bioinformáticas, métodos de visualização molecular e impressão 3D para criar modelos tangíveis de proteínas. O que foi realizado O projecto foi desenvolvido numa única sessão de 2 h num Laboratório de Tecnologias de Informação, suportada por um guião previamente distribuído. As sessões iniciaram-se com uma apresentação (20 min) de conceitos básicos de estrutura tridimensional de proteínas. Depois, cada grupo de 2 alunos seleccionou uma proteína específica da Protein data bank (PDB), efectuando o download dos ficheiros com as coordenadas atómicas e com a sequência primária em formato FASTA. De seguida recolheram informações relativas às principais características da proteína (e.g. massa molecular, distribuição de aminoácidos, ponto isoeléctrico, fórmula elemental) recorrendo ao portal de recursos Bioinformáticos ExPASy (www.expasy.org/proteomics), e em particular à ferramenta ProtParam. Seguidamente utilizaram a ferramenta de grafismo molecular PyMOL (pymol.org/2/) para visualizar as estruturas em computador e criaram um modelo da superfície externa da proteína, guardando a informação num ficheiro wrl. Este ficheiro foi então transformado num ficheiro estereolitográfico do tipo stl, usado habitualmente para descrever a geometria da superfície de objectos 3D, utilizando o programa meshconv (http://www.patrickmin.com/meshconv/).

Outra informação relevante O projecto envolveu 64 alunos de IEB (32 grupos). No final do semestre foi disponibilizado um questionário (5 questões) online (Google forms) destinado a aferir o impacto do projecto. Foram recebidas 37 respostas. 84% dos alunos consideraram que o Projeto 3D-Biomol teve um impacto positivo na aprendizagem de conceitos básicos da bioquímica das proteínas. Mais de 9 em cada 10 alunos consideraram que as ferramentas informáticas utilizadas poderão vir a ser–lhes úteis para estudo autónomo. Todos os alunos consideraram que uma sessão prática no LTI foi suficiente para realizar o trabalho e 9 em 10 não alterariam nada no modo com o projecto foi conduzido. O projecto atingiu os objectivos propostos. Os alunos aprenderam a utilizar ferramentas bioinformáticas e de visualização molecular de grande relevância para a sua formação. A execução das diferentes tarefas e a produção dos modelos 3D permitiram ensinar os elementos básicos da estrutura de proteínas de uma forma inovadora.

A partir deste ficheiro e em datas ulteriores à sessão os instrutores efectuaram as impressões 3D dos modelos respectivos, que foram entregues aos alunos. Finda a actividade, os alunos submeteram para avaliação uma descrição sucinta (1 página) da proteína estudada e das suas principais características.

Duarte Miguel Prazeres (miguelprazeres@tecnico. ulisboa.pt) Pedro Manuel Silva (monitor) Departamento de Bioengenharia (DBE) UC: Introdução à Engenharia Biológica (MEBiol)

Projecto IST SCOPE branding

facebook page

shape noodles

yellow colour saffron

WOK frying pan

team

avatars

Sam

Lourenço Palma Tech Lead

Miguel Garrido Tech

Márcia Marranita Design Lead

Eli

Jesse

Julian

Gal

David Lopes Project Manager

O Projeto

O que foi realizado

O Projecto IST SCOPE pretendeu introduzir no IST um modelo inovador de colaboração interdisciplinar e transversal às diferentes especialidades de engenharia permitindo que alunos de dissertação/projecto (tipicamente grupos de 3 a 5) possam colaborar em equipas na resolução de problemas reais colocados por empresas. A supervisão de um projeto capstone interdisciplinar requer o envolvimento de vários docentes com experiência nas áreas técnicas do projecto mas também em técnicas de pensamento divergente, centradas nas necessidades das pessoas e das organizações, bem como de modelação e geração de novos modelos de negócio mais próximos das necessidades do mercado ou de desafio societais.

No âmbito deste projecto foram lançados desafios a uma equipa docente que envolveu dois docentes do DEI (Nuno Nunes e Rui Maranhão), uma docente do DEG (Joana Mendonça) e uma docente da Faculdade de Belas Artes da U. Lisboa (Sónia Rafael). Através destes docentes foram submetidas vários projectos Capstone em colaboração com três startups da economia digital da zona de Lisboa: Farfetch, unBabel e TalkDesk. Os projectos foram submetidos em conjunto aos alunos de Mestrado do DEI e do DEG, bem como da FBAUL. Dois projectos envolvendo 10 alunos foram promovidos. Os dois projectos tiveram como objectivo o desenvolvimento de serviços avançados para as empresas em questão, em particular o Wok – desenvolvimento de um “chatbot” para acesso a serviços avançados de tradução (unBabel) e Callbar - uma ferramenta de simulação para serviços de “call center” (TalkDesk). Nuno Jardim Nunes (nunojnunes@tecnico.ulisboa.pt) Rui Maranhão (rui.maranhao@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática (DEI) Joana Mendonça (joana.mendonca@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia e Gestão (DEG) Sonia Rafael (s.rafael@belasartes.ulisboa.pt) Faculdade de Belas Artes da Universidade de Lisboa

Otimização do processo de ensino e aprendizagem com “classroom response systems” - Clickers O Projeto Num novo paradigma de lecionação, o papel fundamental do docente deverá ser desafiar os alunos a formularem questões e a guiá-los na procura de resposta para essas questões. Esta exigência deverá ser complementada com conteúdos programáticos, metodologia de ensino e métodos de avaliação, que tenham como objetivos o desenvolvimento da criatividade e capacidade crítica, desejando-se que os alunos obtenham uma visão integradora das tecnologias estudadas, bem como a capacidade de aplicar os conhecimentos adquiridos noutros contextos disciplinares. A introdução destas novas estratégias pedagógicas requer a avaliação, em tempo real, da aquisição de conhecimento, permitindo corrigir de forma imediata os aspetos relacionados com a exposição dos conceitos abordados. Um mecanismo que permite implementar essa estratégia de aferição em tempo real do processo de aprendizagem é através do uso de “classroom response systems” (clickers), os quais podem, também, servir, como elemento de avaliação de conhecimentos e de registo de assiduidade.

Outra informação relevante Para além da utilização em questões concetuais, os clickers foram utilizados para realizar um inquérito de avaliação da lecionação. Assim, para um universo de 129 alunos, foram obtidas as seguintes respostas para a questão “Como classifica a estratégia de utilizar “clickers” nas aulas teóricas?” 33 % - Good tool to discuss some conceptual aspects 66 % - Good aspects, but requires some improvements.

O que foi realizado Este projeto teve 2 objectivos: aquisição de uma plataforma residente para a contabilização das respostas dos alunos e preparar conteúdos para a sua utilização em em duas UCs (Optoeletrónica – 33 alunos e Fundamentos de Telecomunicações – 230 alunos), lecionadas no 1º semestre de 2018/2019.

Paulo André (paulo.andre@tecnico.ulisboa.pt ) Jorge Torres Pereira António Baptista Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC) UCs: Optoelectrónica (MEEC) e Fundamentos de Telecomunicações (MEEC e MEGE)

Os clickers foram utilizados para a colocação e discussão de questões conceptuais relacionadas com a matéria lecionada. Em cada sessão eram projetadas 4 a 6 questões, tendo os alunos 30 a 90 segundos para responderem através do terminal. Esgotado esse tempo, eram analisadas as respostas fornecidas e discutida a correta interpretação do problema proposto. Uma secção do exame da UC de optoelectrónica, constituída por questões de escolha múltipla, foi avaliada através das respostas introduzidas nos terminais dos clickers, comprovando a possibilidade de utilizar esta solução para a classificação automática de testes.

Maquinas Elétricas Industriais: tração, geração e transmissão de potência a. Vídeos descritivos curtos (mobile learning, <4 min.) com explicações resumidas dos trabalhos laboratoriais, ou relacionadas com os mesmos, a realizarem-se nas UCs de Máquinas Elétricas e Acionamentos e Veículos Elétricos. (link), (link), (link_1), (link_2), (link_3) b. Vídeos (<4 min.) pré-selecionados para apresentação da tecnologia industrial mais actual em Máquinas Elétricas e Acionamentos e Veículos Elétricos. (link), (link) c. Criação de um conjunto de testes/exercícios online com resposta automática, para incentivar os alunos a testarem os seus conhecimentos de forma pró-ativa em DC and AC Electrical Machines. (link) As respostas são guardadas de forma anónima numa base de dados para consulta dos docentes da UC. 2. Modelos de simulação desenvolvidos para a dinâmica do veículo elétrico FIAT e para o controlo de velocidade (Field-Oriented-Control) do motor elétrico do veículo, ambos os modelos inseridos e disponibilizados no FIAT-Competition Project. (link)

O Projeto

3. Durante a UC de Acionamentos e Veículos Elétricos, desenvolveu-se a primeira atividade associada à componente prática tipo “problem based learning” com um projeto de aplicação real de máquinas elétricas em sistemas de tração: a FIAT-Competition Project. Cada grupo deveria competir com uma metodologia própria para o comando de velocidade do motor elétrico do veículo FIAT que consumisse a menor quantidade de energia elétrica.

Este projeto desenvolveu ferramentas para uma lecionação de máquinas elétricas mais ativa e participativa aos alunos do MEEC, ou outros cursos que contemplem o programa letivo desta área. Propos-se um enquadramento com práticas pedagógicas apoiadas no modelo PBL (“problem-based learning”) e também vídeos curtos para “mobile learning”. O projeto é suportado por uma plataforma online de aprendizagem (mel.tecnico.ulisboa.pt). Esta opção justificou-se pela possibilidade de partilha de conteúdo entre alunos na plataforma, e por ter à disposição ferramentas para cálculo e análise de métricas relativamente à performance dos alunos. A plataforma “online” é utilizada para a divulgação de vídeos e exercícios práticos, é suporte á realização dos PBL’s, e proporciona um meio de comunicação “online” entre aluno e docentes.

O projeto foi dividido em dois módulos de acordo com o programa de: Máquinas Elétricas (1º sem) e Acionamentos e Veículos Elétricos (2º sem): Módulo 1-FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS; e Módulo 2-ACIONAMENTOS COM MÁQUINAS ELÉTRICAS.

Paulo José da Costa Branco (pbranco@tecnico.ulisboa.pt) João Filipe Pereira Fernandes (joao.f.p.fernandes@ tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores (DEEC) UC: Máquinas Elétricas (MEEC) e Acionamentos e Veículos Elétricos (MEEC)

O que foi realizado 1. Plataforma online com os seguintes elementos mel.tecnico.ulisboa.pt 28

Capture the Flag: Gamificação da Aprendizagem na UC de Segurança em Software

O Projeto

A exploração bem sucedida das vulnerabilidades existentes em cada aplicação permitia ao aluno obter a flag dessa aplicação, e consequentemente ganhar pontos para um ranking composto por todos os alunos da UC. Para além do desenvolvimento dos desafios foi ainda necessário criar e gerir toda a infraestrutura de suporte à competição (servidor, scoreboard, etc).

O objectivo deste projecto foi criar um ambiente de aprendizagem lúdico que estimulasse o interesse dos alunos da UC de Segurança em Software, e genericamente os alunos do Mestrado em Engenharia Informática e de Computadores, para a temática da Segurança da Informação desenvolvendo as suas competências nestes tópicos que tanta procura têm no mercado nacional e internacional.

No âmbito deste projecto foram desenvolvidos 46 novos desafios para um total de 7 aulas laboratoriais, sendo 23 destes 46 desafios considerados obrigatórios, no sentido em que a sua realização com sucesso assegurava a aprendizagem plena dos objectivos pretendidos para a aula em questão.

Para isso propôs-se a substituição do tradicional modelo de laboratório por uma competição/jogo entre todos os alunos da UC, modelo Capture the Flag, por forma a estimular a aprendizagem e a consciencialização para o desenvolvimento de aplicações seguras. O objectivo é que os alunos consigam identificar as vulnerabilidades presentes nas aplicações do jogo, sejam capazes de reproduzir os passos de um atacante por forma a explorá-las (obtendo assim a flag dessa aplicação), e posteriormente desenvolver os mecanismos de defesa necessários para protegerem os sistemas que potencialmente terão de gerir um dia. Cada flag obtida permite ao aluno ganhar pontos para a competição da UC.

A análise final desta iniciativa foi bastante positiva. Para além do feedback por parte dos alunos que aderiram com entusiasmo a esta nova metodologia de ensino nas aulas laboratoriais, foi também possível monitorizar em tempo real a aprendizagem dos conteúdos propostos em cada semana, bem como quantificar e ajustar o esforço realizado pelos alunos. Por exemplo, foi possível monitorizar que foram submetidas um total de 2025 respostas correctas aos desafios propostos (num universo de 98 alunos), que 544 destas soluções foram submetidas durante um período de aula, correspondentes a 36.7% de todas as soluções correctas, e consequentemente identificar que 63,3% do trabalho foi realizado autonomamente em período extra-aula.

O que foi realizado O trabalho realizado consistiu no desenvolvimento de uma colecção de problemas (programas e aplicações propositadamente vulneráveis) que permitisse aos alunos exercitar os conceitos de segurança aprendidos nas aulas teóricas.

Este projecto repetiu a sua execução no ano lectivo 2019/20 tendo a adesão por parte dos alunos sido semelhante. Pedro Adão (pedro.adao@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática (DEI) UC: Segurança em Software (MEIC e MERC) 29

Massive Open Online Tool (MOOT)

O Projeto

Datas de conclusão para o projecto: Fase 1) exergyX MOOC: Novembro 2019; Fase 2) Simulador: Novembro/Dezembro 2019; Fase 3) Jogo: Março 2020; e Fase 4) MOOT (conclusão e teste em aulas) Abril/Maio 2020.

O objectivo deste projecto é o desenvolvimento de uma Massive Open Online Tool (MOOT) que combina um Massive Open Online Course (MOOC) com um jogo online que desafia os alunos a criarem cenários para Portugal sócio-económicos e energéticos para 2050 que sejam ambiciosos, consistentes e atinjam as metas sócio-económicas e ambientais impostas. O MOOC terá videos curtos e expositivos que têm como objectivo apresentar de forma sucinta os conceitos que serão explorados nos desafios propostos aos alunos no jogo através da interface user-friendly. Este MOOT tem como público-alvo os alunos de Gestão de Sistemas Energéticos do 3º ano da Licenciatura em Engenharia e Gestão Industrial e os alunos de Energia e Ambiente de Engenharia do Ambiente.

Outra informação relevante O conceito MOOT (ferramenta online interativa) que combina o conceito MOOC (curso online com videos e quizzes) com um jogo com uma interface user-friendly disponibilizado online é replicável noutros contextos. O conceito MOOT pode ser explorado como mais uma forma de os alunos aprenderem em flipped-classrooms. Tânia Sousa (taniasousa@tecnico.ulisboa.pt) Tiago Domingos (tdomingos@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

O que foi realizado

Rui Prada (rui.prada@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Informática (DEI)

O projecto tem 3 fases distintas: 1) MOOC (exergyX) – desenvolvimento de um curso online que combina vídeos e quizzes sobre energia primária, final e útil, usos de energia, eficiência energética e crescimento económico (exergyX); 2) Simulador – implementação de um modelo que simula as relações entre crescimento económico e uso de energia e que serve de base ao jogo; e 3) Jogo – desenvolvimento de um jogo com uma interface user-friendly que permite aos estudantes tomar decisões que têm impacto nos cenários para 2050, na tentativa de atingir metas de descarbonização, felicidade e PIB.

Ana Moura Santos (ana.moura.santos@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Matemática (DM) Ricardo Vieira (ricardosilvavieira@tecnico.ulisboa.pt) Laura Felício (laura.felicio@tecnico.ulisboa.pt) João Santos (joao.dos.santos@tecnico.ulisboa.pt) André Silva (andre.da.silva@tecnico.ulisboa.pt) Bárbara Caracol (barbara.caracol@tecnico.ulisboa.pt) UC: Gestão dos Sistemas Energéticos (MEAmbi) e Energia e Ambiente (LEGI)

SmarMob@Tecnico

Da esquerda para a direita: Laboratory; Ideation; City Model and Virtual City

O Projeto

nos, interfaces de rede WiFi e Bluetooth, leitores de GPS e interfaces OBD-II para acesso para dados dum veículo real.

SmartMob@Tecnico tem como objetivo criar um espaço de aprendizagem ativa vocacionado para a aprendizagem orientada ao projeto. Pretende-se com este espaço criar as condições para a exploração e validação de ideias, com aplicação de conceitos tecnológicos de Internet of Things (IoT) e redes de comunicações. O tema são as Cidades Inteligentes, a Mobilidade Sustentável e Veículos Autónomos Conectados.

A plataforma virtual permite modelar a cidade e desenvolver experiências virtuais em larga escala. Outra informação relevante Os alunos reportaram a experiência como muito positiva tendo realçado os seguintes aspetos: • Laboratório: A criação deste espaço criou uma maior motivação e envolvimento no desenvolvimento do trabalho. • Partilha de recursos: contribuiu para o desenvolvimento dum espírito de cooperação e de responsabilidade pelo trabalho de grupo, desenvolvendo nos estudantes uma atitude adequada ao exercício da profissão de engenharia. • Cidade modelo: a interação com o mundo físico potencia a capacidade de análise e enfatizou o carácter multidisciplinar da engenharia. A experiencia ajudou a reforçar conhecimentos de física, estatística, electrónica e inserindo-os no contexto das redes e da programação.

O que foi realizado Através do projeto SmartMob@Tecnico, o campus do Taguspark possui um novo espaço de aprendizagem ativa, onde os alunos podem interagir, debater ideias, criar e validar os seus protótipos. No campus do Taguspark a interação e discussão efetua-se em redor das mesas de trabalho, com recurso às paredes para ilustração dos conceitos e partilha de ideias. Os estudantes usam uma cidade modelo para testar e validar os seus protótipos. Esta cidade consiste num mapa modular, e num conjunto de veículos inteligentes (carros e drones) e elementos do mundo físico (semáforos e luzes) prototipados numa impressora 3D.

Prevê-se a replicação do modelo na UC de Introdução às Redes de Computadores.

Os alunos dispõem ainda de material para desenvolver projetos de forma independente das atividades letivas, dando espaço à sua capacidade criativa. No portfolio de componentes existem múltiplos sensores, dispositivos biométricos, wearables, volante, RF-IDs, câmaras, Raspberry Pis, Ardui-

Teresa Vazão (teresa.vazao@tecnico.ulisboa.pt) Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC) UC: Redes Veiculares (MERC) 31

Sugestões para apoio, integração e sustentabilidade dos projetos As apresentações públicas realizadas durante a execução dos PIP2018, ano lectivo 2018/2019, permitiram o debate entre os docentes envolvidos nos projectos financiados e a comunidade do Técnico. Como resultado destes debates, foi unanime a identificação das seguintes sugestões:

Sugestão 1: Criação de comunidades de Aprendizagem

Sugestão 4: Identificar os projectos que podem ser adequados para reproduzir, ajustar e adaptar a áreas diferentes do seu contexto original.

O financiamento dos projectos PIP2018 correm o risco das boas ideias geradas nos projectos não serem disseminadas a outros docentes. Neste sentido, foram recolhidos os emails dos participantes das sessões de apresentação para potenciar a criação de encontros e a criação de comunidades de aprendizagem que permitam a troca de experiências e a possibilidade de aplicação de ideias noutros contextos.

Esta brochura pretende facilitar a divulgação e fomentar a comunicação entre os responsáveis dos projectos PIP2018 e a comunidade do Técnico. Deste modo a possibilidade de reproduzir, ajustar e adaptar as ideias dos PIP2018 a outras UC e em diferentes contextos.

Sugestão 5: Financiamento externo ao Técnico

Sugestão 2: Apresentações públicas

Um dos objectivos da criação desta brochura, é a divulgação desta iniciativa fora do contexto académico do Técnico, para além de incentivar o desenvolvimento, partilha e objetivação dos PIP. A apresentação e divulgação destes projetos pode permitir a angariação de financiamento para mais projectos PIP, nomeadamente pela parte de empresas ou particulares.

Realização de uma sessão de esclarecimento aquando do lançamento do concurso. Uma apresentação pública de arranque inicial dos projectos e uma apresentação final de apresentação dos resultados de cada projecto.

Sugestão 3: Página web com informação de todos os projectos e com um link de redireccionamento simples Criação da página web com toda a informação sobre as várias edições do projecto e que disponibiliza as apresentações realizadas. A página web já foi criada pip.tecnico. ulisboa.pt

Lista de candidaturas Coordenador(es)

Departamento

Título do Projeto

Alberto Cunha

Engenharia Informática

Laboratório de Sistemas Ciber-Físicos e IoT

Ana Carvalho e Miguel Amaral

Engenharia e Gestão

Laboratório de Inovação Social

Ana Moura Santos

Matemática

Aprender Cálculo Vectorial Activamente

Ana Barbosa Póvoa

Engenharia e Gestão

O desenvolvimento de casos de estudo no Ensino

António Ferraz

Física

QuizzTécnico

António Menezes Leitão

Engenharia Informática

A Programming Environment for Design

António Pacheco Pires

Matemática

Avaliação Formativa em PE

Carlos Martinho e Rui Prada

Engenharia Informática

Formação e competências pluridisciplinares para alunos da Área de Jogos do IST

Daniel Gonçalves

Engenharia Informática

GameCourse

Dídia Covas

Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos

Remodelação de bancadas laboratoriais didáticas

Duarte Miguel Prazeres

Bioengenharia

3D-Biomol: Impressão e utilização de Modelos 3D no estudo de estruturas biomoleculares

Hermínio Diogo

Engenharia Química

Reestruturação Pedagógica e de Funcionamento do Laboratório de Química II

Hugo Nicolau

Engenharia Informática

IoT Design Studio

João Carlos Bordado

Engenharia Química

Inovação no Ensino de projecto de Engenharia

João Manuel Dias

Engenharia Mecânica

Modelação e Fabricação Digital 3D – do modelo ao produto real

João Filipe Fernandes

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Sistemas de Produção e utilização de Energia Elétrica Fotovoltaica: Aplicações, Metodologias e Aprendizagem

Coordenador(es)

Departamento

Título do Projeto

João Garcia

Engenharia Informática

Instalação de Videoconferência num auditório FA

José Fernando Silva e Sónia Pinto

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Microgeração solar: avaliação económica e valor acrescentado na qualidade de energia

M. Ângela Taipa e Ana M. Azevedo

Bioengenharia

HTS e Lab-on-a Chip: duas aproximações inovadoras e eficientes no desenvolvimento de processos de purificação de produtos biológicos

Maria de Fátima Coelho Rosa

Engenharia Química

Planeamento de experiências em laboratórios de Engenharia

Miguel Casquilho

Engenharia Química

Computação via Internet

Miguel Casquilho

Engenharia Química

Computação sobre a Internet

Nuno Nunes

Engenharia Informática

IST SCOPE – IST Senior CapstOneProgram in Engineering

Nuno Roma, Paulo Flores, Duarte Sousa, João Pedro Gomes, José Gaspar, Rodrigo Ventura, Francisco Sena

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

E-LEARN@DEEC: Aprendizagem Activa e Avaliação Individual Imediata

Paulo André

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Otimização do processo de Ensino/ aprendizagem com “classroom response systems”

Paulo Branco

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Máquinas Elétricas Industriais: tração, geração e transmissão de potência

Pedro Adão

Engenharia Informática

Capture the Flag: Gamificação da aprendizagem na UC de Segurança em Software

Pedro Assis

Física

dubitatio

Pedro Girão

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Competências Transversais LEE

Pedro Ramos

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Aquisição de Sistema para automatização dos sistemas de medida dos laboratórios de electronica do TP

Rui Santos Cruz

Engenharia Informática

Low cost (and modular) Testbed for modelling and prototyping Software defined Networks, Cloud Infrastructures and Services

Coordenador(es)

Departamento

Título do Projeto

Rui Policarpo Duarte

Engenharia Informática

Laboratório de Introdução às Arquitecturas de Computadores

Samuel Eleutério e Luís L. Alves

Engenharia Física

Base de dados online de Problemas de Física (e-Prof)

Tânia Ramos e Susana Relvas

Engenharia e Gestão

Operations and Logistics Lab

Tânia Sousa

Engenharia Mecânica

Massive Open Online Tool (MOOT) para o design de cenários consistentes de consume de energia e emissões de CO2 para 2050

Tânia Sousa

Engenharia Mecânica

DEBHotspot – Laboratório Virtual

Teresa Vazão

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

SmartMob@Tecnico

Vasco Guerra

Engenharia Física

MOOC Física dos Plasmas

Vítor Machado

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Campo Elétrico: do laboratório à aprendizagem online

Projectos financiados Coordenador(es)

Departamento

Título do Projeto

Alberto Cunha

Engenharia Informática

Laboratório de Sistemas Ciber-Físicos e IoT

Ana Carvalho e Miguel Amaral

Engenharia e Gestão

Laboratório de Inovação Social

Ana Moura Santos

Matemática

Aprender Cálculo Vectorial Activamente

Daniel Gonçalves

Engenharia Informática

GameCourse

Duarte Miguel Prazeres

Bioengenharia

3D-Biomol: Impressão e utilização de Modelos 3D no estudo de estruturas biomoleculares

Hugo Nicolau

Engenharia Informática

IoT Design Studio

João Filipe Fernandes

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Sistemas de Produção e utilização de Energia Elétrica Fotovoltaica: Aplicações, Metodologias e Aprendizagem

José Fernando Silva e Sónia Pinto

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Microgeração solar: avaliação económica e valor acrescentado na qualidade de energia

M. Ângela Taipa e Ana M. Azevedo

Bioengenharia

HTS e Lab-on-a Chip: duas aproximações inovadoras e eficientes no desenvolvimento de processos de purificação de produtos biológicos

Nuno Nunes

Engenharia Informática

IST SCOPE – IST Senior CapstOneProgram in Engineering

Nuno Roma, Paulo Flores, Duarte Sousa, João Pedro Gomes, José Gaspar, Rodrigo Ventura, Francisco Sena

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

E-LEARN@DEEC: Aprendizagem Activa e Avaliação Individual Imediata

Paulo André

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Otimização do processo de Ensino/ aprendizagem com “classroom response systems”

Paulo Branco

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Máquinas Elétricas Industriais: tração, geração e transmissão de potência

Pedro Adão

Engenharia Informática

Capture the Flag: Gamificação da aprendizagem na UC de Segurança em Software

Coordenador(es)

Departamento

Título do Projeto

Tânia Ramos e Susana Relvas

Engenharia e Gestão

Operations and Logistics Lab

Tânia Sousa

Engenharia Mecânica

Massive Open Online Tool (MOOT) para o design de cenários consistentes de consume de energia e emissões de CO2 para 2050

Teresa Vazão

Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

SmartMob@Tecnico

Agradecimentos •

Participantes nos projectos e candidaturas

•

Patrícia Rosado Pinto, Universidade Nova de Lisboa

•

Júri

•

Design - Telma Baptista

- Raquel Aires Barros - Luís Oliveira e Silva - Ana Marta Santos - António Rodrigues - Beatriz Silva - Isabel Marrucho - João Ramôa Correia - Luís Castro - Nuno Miguel Guerreiro

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Campus Taguspark Av. Prof. Doutor Cavaco Silva 2744-016 Porto Salvo Tel: +351 214 233 200

Campus Tecnolรณgico e Nuclear Estrada Nacional 10 (ao Km 139,7) 2695-066 Bobadela LRS Tel: +351 219 946 000

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