Desenvolvimento de um Software Livre e de Código Aberto para o Aprendizado Ativo da Classificação de Solos
Modelos digitais para representação de sistemas ou processos aplicados ao ambiente rural
Prof. Dr. Alessandro Samuel-Rosa
O Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) foi construído sem considerar aspectos didáticos que concernem o ensino ao nível de graduação. O caráter quali-quantitativo e a multidimensionalidade dos critérios taxonômicos exigem raciocínio lógico-matemático avançado na sua aplicação. Isso faz com que o aprendizado da classificação de solos dependa de intenso e dedicado acompanhamento docente. Com o desenvolvimento das atividades de ensino em modo não presencial, esse acompanhamento é dificultado, por exemplo, pela incompatibilidade de horários entre docente e discentes e falta de tutores. A presente proposta apresenta uma solução para esse problema: decompor os critérios taxonômicos multidimensionais do SiBCS em regras de decisão de saída binária. Uma aplicação para dispositivos móveis será desenvolvida para tornar a navegação entre as regras de decisão amigável e intuitiva. Com ela, os alunos serão capazes de aplicar o SiBCS com mínimo acompanhamento docente, bem como aplicá-lo a uma gama maior de solos dos biomas brasileiros. Para docentes, a menor demanda possibilitará desenvolver novos materiais e atividades para o processo de ensino e aprendizagem. Tais benefícios serão sentidos pelos cursos da UTFPR que oferecem disciplinas da área da Ciência do Solo, principalmente a classificação do solo. Isso inclui cursos de graduação das Ciências Agrárias (Agronomia, Engenharia Florestal e Zootecnia) e de Engenharia Ambiental e Civil, bem como programas de pós-graduação como de Tecnologias Computacionais para o Agronegócio e Agroecossistemas. Além disso, serão beneficiados cursos das Ciências Agrárias da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), parceiras no desenvolvimento da presente proposta. Como os produtos desta proposta têm o potencial de substituir os métodos de ensino da classificação de solos usados no ensino presencial, espera-se que, no médio prazo, os benefícios sejam sentidos por todas as universidades brasileiras.
Viabilizar o aprendizado ativo da classificação de solos, desenvolvendo aplicativo livre e de código aberto do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos para sistema operacional Android.
No curto prazo, almeja-se alcançar os seguintes resultados e produtos:
- Aplicação digital com interface gráfica para classificação de solos,
- Base de dados com regras lógico-matemáticas do SiBCS,
- Código fonte aberto da aplicação para celular e
- Relatório de implementação com soluções para possíveis inconsistências encontradas no SiBCS.
O relatório de implementação, a base de dados e o código fonte serão enviados ao Comitê Executivo do SiBCS para alimentar seu desenvolvimento e viabilizar a implementação de atualizações. No médio prazo, a proposta deverá resultar num artigo científico a ser submetido para publicação na Revista Brasileira de Ciência do Solo. No longo prazo, a UTFPR se consolidará como instituição chave na produção de recursos digitais para o ensino de solos e desenvolvimento do SiBCS.
Os critérios taxonômicos multidimensionais do SiBCS serão decompostos em regras de decisão de saída binária. O modelo digital de representação resultante—um diagrama de árvore de decisão—terá estrutura similar àquela de sistemas de sistemática e taxonomia biológica, os quais são conhecidos pelos alunos desde o ensino médio. Uma aplicação para dispositivos móveis com sistema operacional Android será desenvolvida para tornar a navegação nesse diagrama amigável e intuitiva. Nela, apenas uma regra de decisão será apresentada por vez, abstraindo a estrutura multidimensional subjacente do SiBCS. Para cada regra, um menu de ajuda apresentará os conceitos e definições exigidos e oferecerá dicas sobre como analisar os dados. Como resultado, os alunos serão capazes de aplicar o SiBCS com mínimo acompanhamento docente, bastando que lhe tenham sido apresentados os conceitos fundamentais da classificação de solos. Além disso, a simplificação do SiBCS permitirá aos alunos aplicá-lo a uma gama maior de solos dos biomas brasileiros. Isso significa ganhar amplo conhecimento sobre os solos brasileiros e desenvolver entendimento aprofundado da estrutura e funcionamento do SiBCS e processos de produção de informação de recursos do solo em geral. Quanto ao desenvolvimento do modelo digital de representação do SiBCS, será preciso construir uma base de dados com seus critérios taxonômicos. Isso será realizado utilizando ferramentas web gratuitas e contará com o auxílio de especialistas da UFRRJ, UFSM e Embrapa Solos. Para o desenvolvimento da aplicação, será utilizado a plataforma de desenvolvimento integrado Android Studio (sob licença Apache 2.0 - software livre) e linguagem de programação Java (sob licença GNU General Public License - software livre), para o que será fundamental a atuação do aluno bolsista. A última fase consistirá na validação da base de dados e da aplicação, realizadas por especialistas da UFRRJ, UFSM, IBGE e Embrapa Informática Agropecuária. Os custos envolvidos com a atuação dos membros externos ficarão sob responsabilidade daqueles.
EDITAL 37/2020 - PROGRAD. SELEÇÃO DE ESTUDANTES BOLSISTAS E VOLUNTÁRIOS PARA O APOIO AO DESENVOLVIMENTO DE RECURSOS EDUCACIONAIS ABERTOS NA GRADUAÇÃO DA UTFPR (RETIFICADO em 29/01/2021). https://sei.utfpr.edu.br/sei/publicacoes/controlador_publicacoes.php?acao=publicacao_visualizar&id_documento=2039976&id_orgao_publicacao=0