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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA

 

 

NOVAS TECNOLOGIAS APLICADAS NO PROCESSO DE MATRÍCULAS EM ESCOLAS DA REDE PÚBLICA – ESTUDO DE CASO: NOVA IGUAÇU/RJ

 

 

Janaína Eliza Fadel janafadel@yahoo.com.br

Orlando Bernardo Filho orlando@eng.uerj.br
 

 

 

Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Faculdade de Engenharia – Departamento de Enga. de Sistemas e Computação
Mestrado em Engenharia de Computação, Área de Concentração Geomática


 

 

 


Palavras Chave: Planejamento Escolar, Geomática e Novas Tecnologias.
Eixo 1: Aplicação da Geografia Física ao Ensino
Sub-eixo 1.4: Novas Tecnologias aplicadas a processos educacionais



 


1 INTRODUÇÃO
Este artigo é fruto da dissertação de mestrado em Geomática pela FEN/UERJ, defendida em março de 2003 [1]. Nela é apontada uma proposição de uma solução informatizada para a elaboração das matrículas de alunos na rede pública de escolas do Estado do Rio de Janeiro, empregando a tecnologia da Geomática [2]. A principal justificativa para o desenvolvimento e implantação de tal proposta consiste em oferecer um maior controle para proceder com a realização de uma grande quantidade de matrículas que são efetivadas anualmente.
O Estado do Rio de Janeiro constantemente se defronta com a necessidade de administrar a elaboração de matrículas, envolvendo inúmeras escolas e uma quantidade imensa de informação sobre alunos que já fazem parte da rede pública de ensino, além dos novos alunos ingressantes a cada ano.
Podemos facilmente perceber que é necessária uma excelente estratégia de gerência e controle quando nos defrontamos com uma quantidade incomensurável de informações, logo, implantando soluções informatizadas, teremos uma garantia concreta de que a administração dessas grandes quantidades de informações procederá de maneira eficiente, ágil e mais confiável.
Todo início de ano, a mesma cena freqüentemente acontece: mães, pais e responsáveis passam um bom tempo em frente a uma escola com a finalidade de conseguir uma vaga na rede pública para seus filhos. As filas são grandes e, no final, muitos alunos ficam sem vagas.
Tendo em vista esse quadro, a elaboração de um banco de dados com informações sobre as escolas, como, por exemplo: 1) a quantidade de escolas por bairro; 2) número total de salas em cada escola; 3) infra-estrutura existente nessas escolas, possibilitará agilizar e otimizar a matrícula dos alunos.
Assim, integrando essas informações a uma base de dados de mapas digitais acerca de determinada região em um Sistema de Informação Geográfica (SIG) [3,4] será possível fazer análises espaciais para se identificar às áreas de influência de cada escola no sentido de definir critérios para a matrícula automática de alunos.
O Município de Nova Iguaçu foi escolhido como alvo para se aplicar o projeto de automação das matrículas, usando as técnicas da geomática, pelo fato das suas administrações mais recentes terem se mostradas dispostas a empregar tais tecnologias. Embora tenha sido sondada a possibilidade, através de consultas, para se aplicar o projeto em outros municípios da baixada fluminense, apenas a Secretaria Municipal de Educação da Cidade de Nova Iguaçu respondeu e colocou-se à disposição para qualquer ajuda viável no desenvolvimento do projeto.

2 OBJETIVOS E MOTIVAÇÃO
Como já mencionado, a proposta apontada na dissertação de mestrado teve por objetivo implantar um sistema informatizado para o gerenciamento das informações cadastrais e geo-referenciadas de alunos, para proceder com sua matrícula, assim como, o gerenciamento dos professores e da própria escola, também localizada espacialmente no mapa digital (suas coordenadas X e Y). Com estas informações, além da agilização nas matrículas, será possível proceder com o controle do planejamento das unidades escolares.
O sistema proposto teve como norteador o aplicativo MatriGeo, que apresenta os seguintes objetivos, além dos já mencionados acima:
a. gerenciar a demanda específica de cada escola, podendo oferecer em um determinado momento vagas somente para uma série específica;
b. agilizar o processo de matrículas, via internet, ou via pólos de atendimento (implementação de um banco de dados distribuídos, que possa ser acessado por vários funcionários ao mesmo tempo nos diferentes pólos, sem que haja incoerências na entrada dos mesmos);
c. identificar áreas com maior necessidade de implantação de novas unidades escolares;
d. gerenciar a real necessidade de contratação de novos professores, identificando as escolas que realmente necessitam de tais contratações e aquelas escolas em que os professores estão “ociosos”;
e. processar as turmas levando- se em conta a entrada do aluno no sistema;
f. oferecer a escola mais próxima a residência do aluno, levando-se em conta outros fatores para a sua alocação em determinada escola. Ex. Uma escola mais próxima pode ser a que o aluno tenha que atravessar a linha do trem ou a Avenida Brasil, o sistema será capaz de identificar uma alternativa neste caso.
É notório que vivemos em plena Era da Informação onde conceitos como o ciberespaço, a realidade virtual, comunidades virtuais, entre outros são cada dia mais corriqueiros.
Partindo deste pressuposto, identificamos que em breve todas as nossas atividades poderão ser resolvidas via internet, ou pelo menos via computador. Chegará um momento em que não ouviremos mais a palavra “exclusão digital”, pois todos terão acesso a este tipo de tecnologia. Hoje já é possível pagar contas, fazer reservas em hotéis e mesmo fazer uma pré-matrícula nas escola via internet.
Dentro deste cenário, consideramos que investir cada vez mais nestes meios de tecnologia e comunicação são primordiais dentro de um Governo.
As Secretarias de Educação tem como foco o gerenciamento das escolas, seja em nível da educação enquanto conteúdo, seja em nível operacional e de planejamento da sua rede escolar. Com isto achamos fundamental que tal gerenciamento seja feito através da informática e mesmo via internet.
Atualmente a Secretaria Estadual de Educação do Estado do Rio de Janeiro já atende a população para proceder com as matrículas através de telefone e internet. Entretanto, aponta-se a necessidade da implantação de um sistema como o MatriGeo, para não apenas agilizar o processo das matrículas, como também gerenciar todo o corpo escolar, desde professores, alunos, até mesmo a própria unidade escolar.
Levando-se em conta que este sistema armazenará pontualmente escolas e alunos, verifica-se a possibilidade de serem feitos mapas de superfície, a partir dos pontos dos alunos. Visualmente esta opção seria de melhor entendimento por parte de um analista, do que apenas ver um amontoado de pontos. Através do mapa de superfície poderiam ser levantadas questões referentes à distribuição espacial dos alunos, verificando através destes a necessidade de inclusão de novas unidades escolares.
Por fim, o sistema também deverá incluir como um de seus critérios da busca da melhor escola para o aluno a sua preferência por estudar em uma determinada escola.

3 METODOLOGIAS UTILIZADAS NO PROJETO
O sistema proposto utiliza arquivos de banco de dados e arquivos digitais relacionados aos temas de um mapa.
O que torna um SIG especial não é o puro e simples fato de tratar-se de um tipo de banco de dados com referências espaciais e, sim, a possibilidade que tais dados geo-referenciados reunidos em um banco permitirem a execução de diversas análises complexas.
O modelo conceitual adotado pode ser visualizado na figura 1. Cabe ressaltar que o mesmo é fundamentado no modelo Entidade Relacionamento (ER) [5]. Posteriormente, este modelo conceitual passa por um algoritmo, para então ter como resultado um modelo lógico relacional.

 

 

Figura 1 – Modelo Conceitual

(clique na figura)



As ferramentas utilizadas na elaboração do MatriGeo foram as seguintes:
1. Sistema de Informação Geográfica: ArcView 3.2/ ESRI [6];
2. Banco de Dados: Microsoft Accses 2000 [7];
3. Componente para leitura de mapas: MapObjects 2.1/ESRI [8] e;
4. Linguagem de programação: Delphi 5.0/Borland [9,10,11].

4 ORGANIZAÇÃO DO PROJETO
Como já foi mencionado na introdução, o município escolhido para servir de modelo para a elaboração do MatriGeo foi Nova Iguaçu.
A cidade de Nova Iguaçu é dividida em 5 setores de Planejamento [12], a saber: Setor de Planejamento Centro, Setor de Planejamento Sudoeste, Setor de Planejamento Noroeste, Setor de Planejamento Nordeste e Setor de Planejamento Norte. Existem ainda, duas áreas, denominadas de áreas não abairráveis, como pode ser observado na figura 2. Estas duas últimas áreas mencionadas constituem na porção norte, a Reserva Biológica do Tinguá, e na porção sul, o Parque Municipal de Nova Iguaçu.

 


Figura 2 – Setores de Planejamento de Nova Iguaçu

(clique na figura)


A princípio a dissertação seria realizada tendo como base todo o município, entretanto, devido ao tempo pequeno e à falta de uma equipe para elaboração de um banco de dados referente a uma área de abrangência muito maior, optou-se por eleger uma área de estudo mais restrita que serviu de protótipo para a construção do aplicativo. Tal aplicativo, posteriormente, poderá trabalhar com uma massa de dados mais ampla, quando essa estiver disponível.
O município de Nova Iguaçu é dividido em bairros e esses são agrupados em setores de planejamento. A área de estudo foi definida levando-se em conta essa divisão. Para fins de testes e implementações, foi escolhido o setor de planejamento noroeste, pois neste tem-se o bairro Austin, que possui o maior número de escolas por bairro.
Uma vez tendo a área definida, foram selecionadas as camadas rios, logradouros, ferrovia, austin (consiste na divisão de bairros) e área (identifica um conjunto de logradouros), que seriam importantes para proceder com a localização das escolas e residências dos alunos.
A base digital dos mapas de Nova Iguaçu, obtida da Fundação CIDE [10], é constituída de 13 folhas na escala 1:10000. Entretanto, o mapa da área de estudo (setor de planejamento noroeste) foi elaborado a partir da junção de quatro folhas, a saber: 236-D, 236-F, 237-C e 237-E. As camadas mencionadas anteriormente de cada uma dessas folhas após serem convertidas de arquivo dxf para arquivos shapefile, passaram por um processo de tratamento chamado intersect. Este tratamento foi realizado no ArcView, utilizando-se a opção GeoProcessing. O intersect é realizado entre duas camadas, uma como base (austin) que será usada entre todas as outras (rios, logradouros e ferrovia).
A camada escola foi inserida na base do aplicativo e seu shapefile foi criado a partir do endereço de cada uma das escolas, que encontra-se no banco de dados, juntamente com outras informações.
O sistema possui recursos de menus e botões. Os menus e submenus podem ser visualizados na figura 3.
 


Figura 3 – Menus e SubMenus


Todos os menus são importantes, pois cada um deles desempenha uma função específica. Neste artigo será apresentado apenas o detalhamento do menu Mapas.
O menu Mapas contém quatro submenus: Nova Iguaçu, Setor de Planejamento Região Noroeste, Escolas e Alunos Matriculados nas Escolas. Todos os mapas apresentam orientação do norte, legenda, escala e informações da origem dos dados. Todos os mapas são elaborados por programação levando-se em conta a base de dados do MatriGeo. O usuário não terá a opção de edição de legendas, inclusão e/ou exclusão de camadas entre outras funcionalidades encontradas normalmente em SIG’s.
1) Nova Iguaçu – é o mapa de entrada do MatriGeo (figura 4). Todos os botões e o menu “Exibir” estarão desabilitados, uma vez que essas funcionalidades não funcionam neste mapa, que serve apenas para que o usuário tenha uma noção da cidade de Nova Iguaçu como um todo e não apenas a área de estudo.
2) Setor de Planejamento Região Noroeste – é o mapa principal do MatriGeo (figura 5), é nele que serão realizadas quase todas as funções referentes aos botões e aos menus. Os botões confirmar seleção da quadra, identificar escola e mostrar alunos da escola e série selecionadas permanecerão desabilitados quando selecionada esta opção de mapa. Como nos demais mapas, excetuando o de Nova Iguaçu, cada bairro apresenta uma coloração diferenciada. Entretanto, a coloração de um bairro é a mesma em todos os mapas. Como por exemplo, Austin que assume a coloração cinza.
 


Figura 4 – Mapa Nova Iguaçu

(clique na figura)


3) Escolas – neste mapa, além de poder visualizar a divisão de bairros, como descrito acima, também serão visualizadas as onze (11) escolas cadastradas e localizadas na área de estudo. Ao deixar pressionado o botão (identificar escola) e clicar em uma das escolas, além da mesma assumir a coloração cinza (destacando-se das outras), uma janela denominada “Dados da Escola” (figura 6) se abre com as informações cadastrais de determinada escola.
Desta forma, apenas uma escola irá se encontrar em destaque (cinza) e com suas informações na janela mencionada acima. Entretanto, quando o usuário por algum descuido clicar na área do mapa, mas sem selecionar uma escola, a janela “Dados da Escola” irá ficar em branco, sem nenhuma informação.

 


Figura 5 – Mapa Setor de Planejamento Noroeste

(clique na figura)


O menu Exibir encontra-se desabilitado, assim como todos os botões, excetuando o botão Identificar Escola.
4) Alunos Matriculados nas Escolas – neste mapa, diferentemente dos demais que apresentam a mesma área de estudo, a divisão de bairros não é visualizada por sua coloração diferenciada. Neste mapa todos os bairros assumem a coloração amarela.

 


Figura 6 – Dados da Escola

(clique na figura)


Por default, o mapa inicial apresenta todas as escolas. Entretanto, ao se clicar no botão (mostrar alunos da escola e série selecionadas), uma janela denominada “Selecionar Escola e Série” (figura 7) irá se abrir. Nela o usuário pesquisa a escola que quer visualizar a distribuição dos alunos por apenas uma ou todas as séries. Ao encontrar na lista a escola desejada deverá clicar em “Pesquisar”. Após todas as opções selecionadas, o usuário deverá clicar em “Aceitar Seleção”. Assim, aparece apenas a escola selecionada, sua área de influência e os pontos em vermelho, simbolizando os alunos.


 

Figura 7 – Selecionar Escola e Série
 

Na área logo abaixo da legenda, após os passos acima, irão aparecer o nome da escola e séries selecionadas. E na barra de status, o total de alunos dentro e fora da área de influência da escola.
O menu Exibir encontra-se desabilitado, assim como todos os botões, excetuando o botão “Mostrar Alunos da Escola e Série Selecionada”.

5 TESTES E RESULTADOS
Os testes realizados demonstraram que o MatriGeo atende ao seu objetivo principal, que é de estar alocando um aluno em uma escola mais próxima, levando-se em conta sua localização como um dos fatores mais importantes, sem deixar de considerar outros fatores, que serão abordados nos testes.
Os dados dos alunos foram criados hipoteticamente. Já os dados das escolas (na área de estudo são catorze escolas, entretanto por falta do encaminhamento dos formulários referentes a todas, apenas onze foram localizadas no mapa) foram preenchidos com informações reais, coletadas através de um formulário. Por fim, os dados referentes aos professores foram preenchidos com base no formulário de professores. Entretanto como algumas das escolas não enviaram os formulários de professores, a tabela foi preenchida “alocando” professores de outras escolas. Com o formulário das escolas, foram observadas as séries e a quantidade de turmas de cada uma, assim foi possível estimar a quantidade de professores para cada escola.
Foram realizados sete testes e todos apresentaram os resultados esperados.
Os dois primeiros testes foram elaborados com uma gama bem reduzida de dados na tabela aluno; o terceiro é um teste para verificar a eficácia de um aplicativo criado para entrada de dados no sistema, chamado de Gera Teste para MatriGeo; e os quatro últimos foram feitos a partir dos dados gerados por este aplicativo.
Neste artigo será visto apenas um dos sete testes realizados na dissertação, o selecionado é o Teste Número 6.
Para a realização deste teste, foram criados duzentos e quarenta e cinco alunos, todos localizados em um mesmo ponto, dentro da área de influência da Escola Municipal Althair Pimenta de Moraes. Todos os alunos foram cadastrados para uma turma de 5a. Série.
O que se espera com este teste?
A referida escola possui um total de seiscentas e trinta vagas, distribuídas entre primeiro e segundo segmentos. O máximo para segundo segmento será de seis turmas. Existem professores que assumem as seis turmas (no caso de haver apenas um professor para certa disciplina) ou três turmas (no caso das disciplinas em que existam dois professores).
Espera-se que mesmo a escola tendo um total de vagas (630) maior que as vagas pleiteadas para 5a. Série (245), falte vaga para um total de 35 alunos, sendo necessário abrir uma turma desta série em uma outra escola que também ofereça turmas de segundo segmento. A escola só poderá oferecer um máximo de duzentas e dez vagas para o segundo segmento, independente da série pleiteada. Este total é dado pelo máximo de turmas que um professor poderá ministrar aulas (no caso 6) multiplicado pelo número de carteiras de uma sala (35).
Qual foi o resultado?
Os primeiros duzentos e dez alunos foram realmente alocados na escola em questão e os demais alocados em uma turma na Escola Municipal Walfredo da Silva, como pode ser observado na figura 13.
 


 

Figura 13 – Total de Alunos


Assim sendo, mais uma hipótese ficou comprovada. Além da localização, ordem de entrada no sistema e a possibilidade de uma escola ter turmas apenas de uma mesma série; uma escola mesmo com um número total de vagas grande poderá não alocar alunos se as vagas não forem para o segmento no qual o aluno pretende estudar.


6 CONCLUSÕES
O MatriGeo é apenas um protótipo e foi desenvolvido para fazer as matrículas de alunos conforme as vagas nas escolas de uma área de estudo do Município de Nova Iguaçu. As vagas das escolas são obtidas a partir do banco de dados principal (arquivo Matrigeo.mdb) de acordo com a capacidade das referidas escolas em termos de número de carteiras, número de salas e turnos de funcionamento. A partir de então, o MatriGeo será capaz de definir quantas turmas de cada série deverão ser alocadas em cada escola, após o prazo da pré-matrícula.
Este sistema pretende ir além do que um sistema de informação geográfica para matricular os alunos em escolas próximas às suas residências, mas também pretende-se que o mesmo ofereça uma solução informatizada para auxiliar no planejamento e administração das escolas da rede pública.
Como melhorias futuras, são indicados o acesso à internet; inclusão de funções mais direcionadas a um SIG, por exemplo, análise espacial de pontos; inclusão de outros fatores para alocação dos alunos nas escolas.
A melhor eficiência do MatriGeo ocorrerá quando ele puder ser acessado (utilizado) pela Internet, pois a natureza deste processo de se fazer matrículas é notadamente ampla e distribuída, sendo assim somente em uma implementação que atinja rapidamente a uma grande quantidade de pessoas será 100% adequada.
O emprego da solução via Internet esbarra no problema da falta de acesso à rede por uma grande parte da população carente, entretanto isso poderia ser resolvido com um investimento, do governo municipal, de instalações de postos públicos para acesso à Internet. Poderia inclusive manter a estrutura das Escolas Pólo e Satélites, sendo estas escolhidas para instalação de computadores contendo o MatriGeo, para proceder com as matrículas.
Em relação a inclusão de funcionalidades mais direcionadas a um Sistema de Informação Geográfica, cabe ressaltar que neste primeiro momento não foi possível implementá-las pelo tempo disponível para a elaboração do aplicativo. Outro fator importante de ser mencionado, diz respeito ao desenvolvimento deste aplicativo não por uma equipe composta por diversos profissionais de várias áreas para suporte do mesmo, e sim desenvolvido em meio acadêmico.
Para mencionar pelo menos uma das possíveis funcionalidades a serem implementadas, citaremos a Análise Espacial de Pontos. Uma vez em que o MatriGeo armazena pontualmente escolas e alunos, poderiam ser feitos mapas de superfície, a partir dos pontos dos alunos. Visualmente esta opção seria de melhor entendimento por parte de um analista, do que apenas ver um amontoado de pontos. Através do mapa de superfície poderiam ser levantadas questões referentes à distribuição espacial dos alunos, verificando através destes a necessidade de inclusão de novas unidades escolares.
No tocante aos outros fatores para alocação dos alunos nas escolas, não poderia deixar de ser mencionado outro muito importante. O MatriGeo aloca os alunos levando-se em conta principalmente a menor distância entre a residência dos alunos até uma certa escola. Atualmente o sistema não usa um fator de alocação fundamental, que são os acidentes geográficos, que muitas vezes impossibilitam os alunos de se deslocarem a uma escola. Entende-se por acidentes geográficos aqueles naturais (rios, morros etc.), como os artificiais (estradas de rodagem, de ferro, avenidas movimentadas etc.).
Em outras palavras, nos moldes atuais um aluno poderá ser alocado em uma escola mais próxima, mas que esta poderá estar em uma localização que seria muito difícil o deslocamento do aluno. Neste caso, a implementação de lógica fuzzy seria um dos caminhos a serem tomados para levar em conta a alocação dos alunos pela menor distância associada aos acidentes geográficos.
A preferência do aluno por estudar em uma determinada escola também não é abordada nesta versão do MatriGeo, mas fica como um outro fator de alocação dos alunos nas escolas.
Espera-se que o sistema MatriGeo não tenha fim em si mesmo, e que estas sugestões como melhorias futuras sejam realmente implementadas, seja pela autora ou por pessoas que tenham o real interesse no campo da otimização não somente em sistemas voltados ao Planejamento das Redes Municipais de Ensino, como ao Planejamento Urbano de um modo geral.

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS


[1] FADEL, J. E. Aplicação da Geomática no auxílio das matrículas em escolas da rede pública, M.Sc., UERJ, Rio de Janeiro, 2003.


[2] http://www.geomatica.eng.uerj.br acessado em março de 2002.


[3] Burrough, P. A Principles of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment, Oxford University Press., 1986.


[4] Korte, G. B., The GIS Book, Fourth Edition, OnWord Press, 1997.


[5] ELMASRI, R., NAVATHE, S. B., Fundamentals of Database Systems. Redwood City: Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 1994.


[6] Environmental Systems Research Institute Inc., “ArcView®3.1”, USA, 1996, Mídia Digital.


[7] Microsoft, “Microsoft Access 2000”, USA, Midia Digital.


[8] Environmental Systems Research Institute INC., Map Objects 2.1, USA, 1999, Help On Line.


[9] BORLAND, “Delphi 5.0”, USA, Midia Digital.


[10] OLIVEIRA, A., MEDEIROS, M., Delphi 5.0 – Conceitos Básicos. Florianópolis, Advanced Books, 2000.


[11] SONNINO, B., Desenvolvendo Aplicações com Delphi 5.0. São Paulo, Makron Books, 2000.


[12] http://www.pmni.com.br acessado em 6 de março de 2002.