Massive Open Online Course management: learning science and engineering through peer-reviewed projects

Massive Open Online Courses (MOOC) are gaining prominence in transversal teaching-learning strategies. However, there are many issues still debated, namely assessment, recognized largely as a cornerstone in Education. The large number of students involved requires a redefinition of strategies that often use approaches based on tasks or challenging projects. In these conditions and due to this approach, assessment is made through peer-reviewed assignments and quizzes online. The peer-reviewed assignments are often based upon sample answers or topics, which guide the student in the task of evaluating peers. This chapter analyzes the grading and evaluation in MOOCs, especially in science and engineering courses, within the context of education and grading methodologies and discusses possible perspectives to pursue grading quality in massive e-learning courses.

Teaching with Moodle in higher education

Nowadays, with the use of technology and the Internet, education is undergoing significant changes, contemplating new ways of teaching and learning. One of the widely methods of teaching used to promote knowledge, consists in the use of virtual environments available in various formats, taking as example the teaching-learning platforms, which are available online. The Internet access and use of Laptops have created the technological conditions for teachers and students can benefit from the diversity of online information, communication, collaboration and sharing with others. The integration of Internet services in the teaching practices can provide thematic, social and digital enrichment for the agents involved. In this paper we will talk about the advantages of LMS (Learning Management Systems) such as Moodle, to support the presential lectures in higher education. We also will analyse its implications for student support and online interaction, leading educational agents to a mixing of different learning environments, where they can combine face-to-face instruction with computer-mediated instruction, blended-learning, and increases the options for better quality and quantity of human interaction in a learning environment. We also will present some tools traditionally used in online assessment and that are part of the functionalities of Moodle. These tools can provide interesting alternatives to promote a more significant learning and contribute to the development of flexible and customized models of an evaluation which we want to be more efficient.

Processo de Bolonha e mudanças na educação superior: um estudo no Ensino Superior Politécnico português

Tese de Doutoramento

Behind video lectures in a MOOC

The year 2012 was the “boom year” in MOOC and all its outstanding growth until now, made us move forward in designing the first MOOC in our Institution (and the third in our country, Portugal). Most MOOC are video lectured based and the learning analytic process to these ones is just taking its first steps. Designing a video-lecture seems, at a first glance, very easy: one can just record a live lesson or lecture and turn it, directly, into a video-lecture (even here one may experience some “sound” and “camera” problems); but developing some engaging, appealing video-lecture, that motivates students to embrace knowledge and that really contributes to the teaching/learning process, it is not an easy task. Therefore questions like: “What kind of information can induce knowledge construction, in a video-lecture?”, “How can a professor interact in a video-lecture when he is not really there?”, “What are the video-lectures attributes that contribute the most to viewer’s engagement?”, “What seems to be the maximum “time-resistance” of a viewer?”, and many others, raised in our minds when designing video-lectures to a Mathematics MOOC from the scratch. We believe this technological resource can be a powerful tool to enhance students' learning process. Students that were born in digital/image era, respond and react slightly different to outside stimulus, than their teachers/professors ever did or do. In this article we will describe just how we have tried to overcome some of the difficulties and challenges we tackled when producing our own video-math-lectures and in what way, we feel, videos can contribute to the teaching and learning process at higher education level.

Matemática 100 stress: um projeto aberto no IPP

A Era Tecnológica em que nos vemos inseridos, cujos avanços acontecem a uma velocidade vertiginosa exige, por parte das Instituições de Ensino Superior (IES) uma atitude proactiva no sentido de utilização dos muitos recursos disponíveis. Por outro lado, os elementos próprios da sociedade da informação – flexibilidade, formação ao longo da vida, acessibilidade à informação, mobilidade, entre muito outros – atuam como fortes impulsionadores externos para que as IES procurem e analisem novas modalidades formativas. Perante a mobilidade crescente, que se tem revelado massiva, a aprendizagem tende a ser cada vez mais individualizada, visual e prática. A conjugação de várias formas/tipologias de transmissão de conhecimento, de métodos didáticos e mesmo de ambientes e situações de aprendizagem induzem uma melhor adaptação do estudante, que poderá procurar aqueles que melhor vão ao encontro das suas expetativas, isto é, favorecem um processo de ensino-aprendizagem eficiente na perspetiva da forma de aprender de cada um. A definição de políticas estratégicas relacionadas com novas modalidades de ensino/formação tem sido uma preocupação constante na nossa instituição, nomeadamente no domínio do ensino à distância, seja ele e-Learning, b-Learning ou, mais recentemente, “open-Learning”, onde se inserem os MOOC – Massive Open Online Courses (não esquecendo a vertente m-Learning), de acordo com as várias tendências europeias (OECD, 2007) (Comissão Europeia, 2014) e com os objetivos da “Europa 2020”. Neste sentido surge o Projeto Matemática 100 STRESS, integrado no projeto e-IPP | Unidade de e-Learning do Politécnico do Porto que criou a sua plataforma MOOC, abrindo em junho de 2014 o seu primeiro curso – Probabilidades e Combinatória. Pretendemos dar a conhecer este Projeto, e em particular este curso, que envolveu vários docentes de diferentes unidades orgânicas do IPP.

A framework for using real data with distributed low cost sensors

Currently, due to the widespread use of computers and the internet, students are trading libraries for the World Wide Web and laboratories with simulation programs. In most courses, simulators are made available to students and can be used to proof theoretical results or to test a developing hardware/product. Although this is an interesting solution: low cost, easy and fast way to perform some courses work, it has indeed major disadvantages. As everything is currently being done with/in a computer, the students are loosing the “feel” of the real values of the magnitudes. For instance in engineering studies, and mainly in the first years, students need to learn electronics, algorithmic, mathematics and physics. All of these areas can use numerical analysis software, simulation software or spreadsheets and in the majority of the cases data used is either simulated or random numbers, but real data could be used instead. For example, if a course uses numerical analysis software and needs a dataset, the students can learn to manipulate arrays. Also, when using the spreadsheets to build graphics, instead of using a random table, students could use a real dataset based, for instance, in the room temperature and its variation across the day. In this work we present a framework which uses a simple interface allowing it to be used by different courses where the computers are the teaching/learning process in order to give a more realistic feeling to students by using real data. A framework is proposed based on a set of low cost sensors for different physical magnitudes, e.g. temperature, light, wind speed, which are connected to a central server, that the students have access with an Ethernet protocol or are connected directly to the student computer/laptop. These sensors use the communication ports available such as: serial ports, parallel ports, Ethernet or Universal Serial Bus (USB). Since a central server is used, the students are encouraged to use sensor values results in their different courses and consequently in different types of software such as: numerical analysis tools, spreadsheets or simply inside any programming language when a dataset is needed. In order to do this, small pieces of hardware were developed containing at least one sensor using different types of computer communication. As long as the sensors are attached in a server connected to the internet, these tools can also be shared between different schools. This allows sensors that aren't available in a determined school to be used by getting the values from other places that are sharing them. Another remark is that students in the more advanced years and (theoretically) more know how, can use the courses that have some affinities with electronic development to build new sensor pieces and expand the framework further. The final solution provided is very interesting, low cost, simple to develop, allowing flexibility of resources by using the same materials in several courses bringing real world data into the students computer works.

Ensemble: an innovative approach to practice computer programming

Currently, the teaching-learning process in domains, such as computer programming, is characterized by an extensive curricula and a high enrolment of students. This poses a great workload for faculty and teaching assistants responsible for the creation, delivery, and assessment of student exercises. The main goal of this chapter is to foster practice-based learning in complex domains. This objective is attained with an e-learning framework—called Ensemble—as a conceptual tool to organize and facilitate technical interoperability among services. The Ensemble framework is used on a specific domain: computer programming. Content issues are tacked with a standard format to describe programming exercises as learning objects. Communication is achieved with the extension of existing specifications for the interoperation with several systems typically found in an e-learning environment. In order to evaluate the acceptability of the proposed solution, an Ensemble instance was validated on a classroom experiment with encouraging results.

Relatório de estágio

O presente relatório foi desenvolvido no âmbito de Prática Pedagógica Supervisionada no 1ºCiclo do Ensino Básico, Unidade Curricular do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1ºCiclo do Ensino Básico, na Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto. Assim sendo, diz respeito à intervenção da mestranda numa turma de 4ºano do 1ºCiclo do Ensino Básico, numa instituição de ensino público, na zona metropolitana do Porto. A Unidade Curricular em questão, de cariz teórico-prático, permitiu mobilizar pressupostos teóricos fundamentais para o desenvolvimento da prática pedagógica, dando a conhecer as competências desejáveis do profissional de ensino. A metodologia utilizada ao longo do percurso da mestranda assentou na vertente da investigação e ação, pelo que envolve um conjunto de etapas que permitem a melhoria das práticas e, consequentemente, do desenvolvimento profissional e da aprendizagem dos alunos. O relatório espelha todo o processo formativo, destacando conceções teóricas e legais e o contexto da prática, evidenciando, de forma crítica e reflexiva, momentos do estágio que marcaram o desenvolvimento profissional e pessoal da futura professora. Destaca-se a valorização do aluno como indivíduo único, repleto de características que o caracterizam, bem como do processo de ensino-aprendizagem, pelo que se utilizaram metodologias socioconstrutivistas e recursos diversificados com vista à aprendizagem de sucesso. Deste modo, realça-se que este mestrado contribuiu para o desenvolvimento de competências essenciais no que concerne à profissão docente, sendo que a vivência de situações concretas permitiram a construção fundamentada do pensamento crítico e de um conjunto de saberes científicos, pedagógicos e didáticos da mestranda.

Supervisão da prática letiva em sala de aula / observação de aulas

A preocupação cada vez maior que se verifica em melhorar os níveis de aprendizagem dos alunos deverá motivar os docentes para uma atualização constante e uma atitude reflexiva da sua prática profissional. Esta pode advir de forma privilegiada da supervisão da prática letiva em sala de aula, nomeadamente na vertente de observação de aulas, que é aqui entendida na modalidade formativa centrada nas possibilidades de desenvolvimento, a partir de um processo de observação de aulas entre pares; não tem carácter avaliativo nem inspetivo. Este trabalho de projeto teve como grande finalidade compreender a perceção que os docentes de um Agrupamento de Escolas do Concelho do Porto têm sobre supervisão e sobre o modelo de observação de aulas, baseado uma perspetiva formativa e de colaboração entre pares, a ser posto em prática no Agrupamento. A partir desse estudo, foi proposto um Plano de Ação a ser implementado no Agrupamento em causa, tendo sempre em consideração que os docentes devem ser envolvidos naquele processo. Só assim se poderá desenvolver um dispositivo de observação de aulas aceite e partilhado.

As tecnologias de informação e comunicação (TIC) como ferramentas cognitivas

A utilização das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC) como ferramentas cognitivas foi o propósito deste projeto. A problemática da introdução das TIC na sala de aula numa perspetiva construtivista levou-nos ao nosso estudo empírico, onde utilizamos uma metodologia de investigação quantitativa e qualitativa numa triangulação que nos pareceu mais adequada a este estudo. Como método foi adotado o estudo de caso e utilizamos como fontes de recolha de dados o inquérito por questionário a professores e alunos e uma entrevista a um especialista na área das TIC. O resultado do estudo efetuado permitiu-nos verificar que da parte dos docentes existe uma necessidade de formação e informação na área das TIC como ferramentas cognitivas, mais partilha de boas práticas e também mais utilização de meios tecnológicos na sua ação de ensino e aprendizagem. Quanto aos alunos, pensamos que com a mudança de atitude dos professores, mudaremos também a sua forma de utilizar as TIC na sua aprendizagem. Na operacionalização do plano de ação, criamos três etapas de trabalho: a) Oficina de Formação, b) Informação e c) promoção de atividades online. Pensamos que com este plano daremos resposta à nossa questão de partida, e criaremos um ambiente de ensino/aprendizagem onde as TIC se transformem em ferramentas cognitivas de apoio à construção das aprendizagens significativas dos alunos.

O professor e a sua prática - Estratégias Pedagógicas

As estratégias pedagógicas fazem parte das preocupações do quotidiano do professor e são também uma preocupação pessoal que trouxe para reflexão no presente relatório, partindo da experiência pedagógica (estágio) desenvolvida nos 1º, 2º e 3º Ciclos do Ensino Básico. Os Estágios Pedagógicos desenvolveram-se em duas escolas. No 1º Ciclo [Educação Artística], realizou-se na Escola EB 1 do Cedro, em Vila Nova de Gaia. No 2º Ciclo [Educação Visual e Educação Tecnológica] e no 3º Ciclo [Educação Visual] realizou-se na Escola EB 2,3 de Vilar de Andorinho, também no concelho de Vila Nova de Gaia. Este estudo incidiu, sobretudo, sobre as Prática Educativa Supervisionada II e III, onde são descritas vivências, identificadas estratégias pedagógicas, nomeadamente, estratégias de ensino e aprendizagem e estratégias de comportamentos e de atuação na sala de aula. Neste sentido, procura-se conhecer, analisar e compreender a importância da adequação das estratégias de ensino e aprendizagem, comportamentos e atuações nas salas de aulas de Educação Visual e Educação Tecnológica, procurando sempre desenvolver competências profissionais e pessoais, bem como atitudes proactivas na identificação e resolução de problemas pedagógicos em práticas futuras.

Peer Instruction method in introductory math courses

Learning is not a spectator’s sport. Students do not learn much by just sitting in class listening their teachers, memorizing pre-packaged assignments and spitting out answers. The teaching-learning process has been a constant target of studies, particularly in Higher Education, in consequence of the annual increase of new students. The concern with maintaining a desired quality level in the training of these students, conjugated with the will to widen the access to all of those who finish Secondary School Education, has triggered a greater intervention from the education specialists, in partnership with the teachers of all Higher Education areas, in the analysis of this problem. Considering the particular case of Engineering, it has been witnessed a rising concern with the active learning strategies and forms of assessment. Research has demonstrated that students learn more if they are actively engaged with the material they are studying. In this presentation we describe, present and discuss the techniques and the results of Peer Instruction method in an introductory Calculus courses of an Engineering Bach

Sustentabilidade em escolas - um caso de estudo

Devido à actual conjuntura sócio económica e às crescentes preocupações ambientais e sociais houve a necessidade de construir e desenvolver indicadores de sustentabilidade que registassem e avaliassem o desempenho, ano após ano, da comunidade escolar, de modo a melhorá-lo, pois as escolas devem ser elas próprias, modelos de sustentabilidade. Os indicadores formulados e desenvolvidos são ferramentas de gestão pois facultam a identificação de prioridades, o estabelecimento de metas e a tomada de decisões além de possibilitarem a elaboração de um historial que pode ajudar a melhorar o desempenho económico, ambiental e social das escolas, de acordo com os três pilares do desenvolvimento sustentável. Foram aplicados, ao caso de estudo, os indicadores considerados mais relevantes, tendo em conta a globalidade da sua aplicação, a sua clareza, mensurabilidade, compreensibilidade e reprodutibilidade. Obtiveram-se 185 indicadores de eficiência distribuídos pelas áreas ambiental (46), social (85), económica (18) e ensino / aprendizagem (36) e 63 indicadores descritivos distribuídos pelas áreas social (39), económica (9) e ensino / aprendizagem (15). Através de um inquérito realizado para avaliar as expectativas globais da comunidade escolar e dos dados disponibilizados pelo gabinete de qualidade e pela administração da escola, que serviu de caso de estudo, conseguiram-se calcular 71% dos indicadores de eficiência e 70% dos indicadores descritivos propostos.

Reconfigurable weblabs based on the IEEE1451 Std

Technology plays a double role in Education: it can act as a facilitator in the teaching/learning process and it can be the very subject of that process in Science & Engineering courses. This is especially true when students perform laboratory activities where they interact with equipment and objects under experimentation. In this context, technology can also play a facilitator role if it allows students to perform experiments in a remote fashion, through the Internet, in a so-called weblab or remote laboratory. No doubt, the Internet has been revolutionizing the educational process in many aspects, and it can be stated that remote laboratories are just an angle of that on-going revolution. As any other educational tool or resource, the i) pedagogical approach and the ii) technology used in the development of a remote laboratory can dictate its general success or its ephemeral existence. By pedagogical approach we consider the way remote experiments address the process by which students acquire experimental skills and link experimental results to theoretical concepts. In respect to technology, we discuss different specification and implementation alternatives, to show the case where the adoption of a family of standards would positively contribute to a larger acceptance and utilization of remote laboratories, and also to a wider collaboration in their development.

Experimenting through the web a linear variable differential transformer

Aiming for teaching/learning support in sciences and engineering areas, the Remote Experimentation concept (an E-learning subset) has grown in last years with the development of several infrastructures that enable doing practical experiments from anywhere and anytime, using a simple PC connected to the Internet. Nevertheless, given its valuable contribution to the teaching/learning process, the development of more infrastructures should continue, in order to make available more solutions able to improve courseware contents and motivate students for learning. The work presented in this paper contributes for that purpose, in the specific area of industrial automation. After a brief introduction to the Remote Experimentation concept, we describe a remote accessible lab infrastructure that enables users to conduct real experiments with an important and widely used transducer in industrial automation, named Linear Variable Differential Transformer.