Um ambiente virtual multimídia de ensino na web, com transmissão ao vivo e interatividade

Cada vez mais tem se pensado em formas de aprimorar o ensino nas mais diversas áreas. E para isso, a Internet tem sido um ambiente de apoio à atualização e renovação das formas de ensino convencionais, bem como viabilizado o ensino a distância, tendo como base a possibilidade de acesso rápido às informações e a troca de idéias entre as pessoas. Acrescentando a isto a utilização de novas técnicas pedagógicas na preparação do material de ensino, pode-se pensar na criação de ambientes virtuais. Tem-se observado que cursos virtuais, em todas as áreas de interesse, têm sido oferecidos por universidades e escolas do Brasil e do mundo. Contudo, muitos destes cursos têm repetido fórmulas já desgastadas no ensino tradicional, e por esta razão, tornado-se experiências mal sucedidas de ensino a distância, com elevadas taxas de desistência e frustrações por parte dos alunos. Diversas experiências demonstram que a simples inovação na criação de material didático não resolve toda a problemática associada a esta nova forma de ensino. Há também a necessidade de criar mecanismos que promovam a interatividade entre professor e aluno, para que os mesmos possam prover comunicação. É importante, portanto, que sejam estudadas ferramentas e recursos que possam ser utilizados de forma eficaz para a criação de ambientes que permitam essa interação, como a transferência de dados multimídia (em tempo real ou não) na Internet. O uso de multimídia nas aplicações permite construir ambientes de aprendizagem apoiados por computador muito estimulantes e eficientes. A partir disso, detectou-se que uma das maiores desvantagens dos cursos a distância através da Web, nos quais não são previstos encontros síncronos, consta da falta de programação dos alunos. Isto significa que, como o horário é flexível, a tarefa de acompanhamento do curso acaba sendo substituída por outras tarefas do dia a dia. Desta forma, o presente trabalho apresenta o projeto de um ambiente para aulas virtuais multimídia na Web, apoiado na transmissão de dados multimídia em tempo real e interatividade entre os participantes da aula remota, cujo protótipo chama-se EMUVICS (Environment for MUltimedia VIrtual ClasseS). A transmissão ao vivo são as aulas programadas no conteúdo programático do curso, onde os alunos teriam o compromisso em um horário agendado para interagir com o professor e os outros alunos do curso. O ambiente baseia-se na integração de material didático disponibilizado com antecedência e transmissão de áudio e vídeo ao vivo, com controle de acesso e navegação, permitindo também acesso assíncrono, interatividade síncrona e assíncrona do referido material e aula ao vivo.

Um modelo para processo de curso

A Educação a Distância (EAD) vem recebendo atenção dos pesquisadores de várias áreas, na busca de modelos e ferramentas que possam aumentar a eficiência desta modalidade de educação. Mas, ferramentas tecnologicamente avançadas não são suficientes para isso. A atuação do docente é fundamental para o sucesso de um curso a distância. O problema é que falta preparo a muitos professores que atuam em EAD, para planejar os cursos, estimar recursos e organizar o conteúdo. Além da dificuldade na criação dos cursos, os professores também enfrentam o problema de avaliar os cursos já oferecidos. Esta tese apresenta um modelo para gerência de cursos a distância. O modelo de “Processo de Curso”, nomenclatura proposta neste trabalho, engloba o projeto, criação, execução e avaliação de cursos a distância. O modelo proposto pretende ser uma alternativa de solução para a seguinte questão de pesquisa: Que elementos um modelo, embasado pela Engenharia de Software, precisa conter para representar as atividades envolvidas na gerência de cursos a distância? A definição desse modelo foi fundamentada em duas áreas distintas: A Ciência da Computação e a Informática na Educação, mais especificamente na Engenharia de Software e na Educação a Distância. Como a tese baseia-se na analogia de Processo de Software e Processo de Curso e, por isso, o estudo da área de Tecnologia de Processo de Software foi de fundamental importância. O modelo de Processo de Curso é constituído pelas atividades que compõem um curso a distância (projeto, execução, avaliação e outras), os agentes que realizam essas atividades, produtos gerados e recursos necessários para a realização da atividade. Um dos destaques dessa abordagem é a possibilidade de reutilização de cursos anteriores, utilizando conceitos herdados da Engenharia de Software. A comprovação da viabilidade de implementação do modelo foi realizada através da implementação, no ambiente PROSOFT-APSEE, de um protótipo para gerência de cursos a distância. Para avaliar o modelo e o protótipo, foram selecionados professores especialistas que modelaram cursos no PRO-EAD e responderam a um questionário de avaliação Acredita-se que as contribuições deste trabalho tragam avanços significativos na busca de métodos e ferramentas que venham a auxiliar os professores na criação de cursos a distância com mais qualidade.

Uma Solução baseada em políticas para gerenciamento integrado de QoS e Multicast em redes IP

Aplicações como videoconferência, vídeo sob-demanda, aplicações de ensino a distância, entre outras, utilizam-se das redes de computadores como infra-estrutura de apoio. Mas para que tal uso seja efetivo, as redes de computadores, por sua vez, devem fornecer algumas facilidades especiais para atender às necessidades dessas aplicações. Dentre as facilidades que devem ser fornecidas estão os suportes à qualidade de serviço (QoS - Quality of Service) e as transmissões multicast. Além do suporte a QoS e multicast nas redes, é necessário fornecer um gerenciamento da rede adequado às expectativas de tais aplicações. Soluções que fornecem gerenciamento de forma individual para tais facilidades, já foram propostas e implementadas. Entretanto, estas soluções não conseguem agir de modo integrado, o que torna a tarefa do gerente da rede extremamente complexa e difícil de ser executada, pois possibilitam um fornecimento não adequado das facilidades desejadas às aplicações. Nesta dissertação é apresentada uma solução para gerenciamento integrado de QoS e multicast. Fazem parte da solução: a definição e implementação de uma arquitetura para gerenciamento integrado de QoS e multicast, utilizando gerenciamento baseado em políticas (PBNM - Policy-Based Network Management), além da validação da solução proposta através da implementação de um protótipo. Um ambiente, condições de teste, e análise dos resultados obtidos, também são apresentados durante a dissertação.

Tecnologias de informação e comunicação como meio de ampliar e estimular o aprendizado de física

Neste trabalho, implementamos o uso de Tecnologias de Informação e Comunicação no ensino de Física em nível médio a fim de ampliar e estimular a aprendizagem dos alunos. Construímos um sítio sobre Gravitação e Temas Afins, repleto de informações, ilustrações e principalmente animações interativas tipo applets. Utilizamos como suporte do curso, para infra-estrutura virtual de comunicação, a plataforma de ensino a distância - TelEduc, onde exploramos ferramentas que estimularam a comunicação entre os professores e os alunos, e possibilitaram o depositório dos resultados das atividades realizadas. O sítio e o curso criado no TelEduc disponibilizamos em um servidor no Instituto de Física da UFRGS. Implementamos esta experiência didática em duas turmas da primeira série do ensino médio do Colégio Salesiano Dom Bosco na cidade de Porto Alegre, RS, no mês de novembro de 2003. Os referenciais teóricos que adotamos foram a teoria de aprendizagem significativa de Ausubel, a teoria de educação de Novak e o modelo de ensino-aprendizagem de Gowin, especificamente no que se refere à motivação dos alunos. Nossa avaliação indica que conseguimos propiciar uma extensão da sala de aula, aumentando virtualmente a carga horária de Física em no mínimo 40%. Notamos também, nas participações dos alunos, que 67% se envolveram no projeto e 82% expressaram serem favoráveis a esta proposta de aprendizagem de Física. Estes resultados sugerem que conseguimos motivar significativamente os alunos.

Autoria no ambiente virtual pedagógico

Esta tese parte da hipótese de que a proposta pedagógica do ensino mediado pela ferramenta virtual for-chat, observado no campo desta pesquisa, estimula o aluno a exercer a função de autoria, através da participação interativa que se materializou em forma de hipertexto. A partir deste pressuposto, institui-se como seu objetivo central interrogar a forma que a autoria tomou nas condições anunciadas. É um estudo voltado para as questões da informatização do ensino, à interrogação da validade da adoção das novas tecnologias no ensino (Internet, hipertexto) e sobre a possibilidade de instauração de novas posições de sujeito aluno e professor, a partir da inscrição em novas práticas pedagógicas desenvolvidas com a inserção da telemática educativa. Embasada em teoria discursivo-enunciativa, enfatizando um conceito de sentido que se constitui a partir da heterogeneidade, como reasseguram os principais autores aqui estudados: Michel Pêcheux, Mikhail Bakhtin e Sigmund Freud, analisam-se as marcas de heterogeneidade e as posições subjetivas em enunciados produzidos pelos alunos, no exercício de suas atribuições em uma disciplina de pós-graduação, numa experiência piloto de ensino a distância. Os resultados apontam para: uma tomada mais freqüente da palavra pelo aluno, tendo como causa a necessidade de uso da língua escrita num ambiente pedagógico virtual; a importância da proposta pedagógica; e para a emergência da heterogeneidade discursiva.

Using an animated pedagogical agent to interact affectively with the student

This work proposes an animated pedagogical agent that has the role of providing emotional support to the student: motivating and encouraging him, making him believe in his self-ability, and promoting a positive mood in him, which fosters learning. This careful support of the agent, its affective tactics, is expressed through emotional behaviour and encouragement messages of the lifelike character. Due to human social tendency of anthropomorphising software, we believe that a software agent can accomplish this affective role. In order to choose the adequate affective tactics, the agent should also know the student’s emotions. The proposed agent recognises the student’s emotions: joy/distress, satisfaction/disappointment, anger/gratitude, and shame, from the student’s observable behaviour, i. e. his actions in the interface of the educational system. The inference of emotions is psychologically grounded on the cognitive theory of emotions. More specifically, we use the OCC model which is based on the cognitive approach of emotion and can be computationally implemented. Due to the dynamic nature of the student’s affective information, we adopted a BDI approach to implement the affective user model and the affective diagnosis. Besides, in our work we profit from the reasoning capacity of the BDI approach in order for the agent to deduce the student’s appraisal, which allows it to infer the student’s emotions. As a case study, the proposed agent is implemented as the Mediating Agent of MACES: an educational collaborative environment modelled as a multi-agent system and pedagogically based on the sociocultural theory of Vygotsky.

Ontology-based metadata for e-learning content

Nowadays, the popularity of the Web encourages the development of Hypermedia Systems dedicated to e-learning. Nevertheless, most of the available Web teaching systems apply the traditional paper-based learning resources presented as HTML pages making no use of the new capabilities provided by the Web. There is a challenge to develop educative systems that adapt the educative content to the style of learning, context and background of each student. Another research issue is the capacity to interoperate on the Web reusing learning objects. This work presents an approach to address these two issues by using the technologies of the Semantic Web. The approach presented here models the knowledge of the educative content and the learner’s profile with ontologies whose vocabularies are a refinement of those defined on standards situated on the Web as reference points to provide semantics. Ontologies enable the representation of metadata concerning simple learning objects and the rules that define the way that they can feasibly be assembled to configure more complex ones. These complex learning objects could be created dynamically according to the learners’ profile by intelligent agents that use the ontologies as the source of their beliefs. Interoperability issues were addressed by using an application profile of the IEEE LOM- Learning Object Metadata standard.

Especificação de uma metodologia de avaliação para ambientes de gerenciamento de cursos a distância

A Internet pelos mecanismos de informação, comunicação e cooperação que proporciona, vem se afirmando ao longo dos últimos anos, como uma interessante opção à viabilização da educação a distância e a aprendizagem virtual, através do uso de Ambientes de Gerenciamento de Cursos a Distância, que procuram oferecer um amplo e consistente conjunto de ferramentas de suporte à comunicação, às atividades de alunos e de professores, à avaliação e monitoração dessas atividades, bem como à coordenação e à administração do sistema [KIS 2002]. Procurando identificar as características, propriedades e atributos mais relevantes e usualmente oferecidos por ambientes, foram estudados os ambientes: WebCT, TopClass e Learning Space, como referências de ambientes comerciais e AulaNet, TelEduc e EAD UNISC, como exemplos de ambientes acadêmicos. Como resultado desse estudo, foi elaborada uma estrutura hierárquica de três níveis: áreas, funcionalidades e características, onde o primeiro nível, representa as principais áreas de abrangência de um ambiente, o segundo, as funcionalidades consideradas em cada área e, o terceiro, as características que definem cada uma das funcionalidades. A partir dessa estruturação em níveis, foi elaborada e proposta uma metodologia de avaliação para permitir a verificação quantitativa e qualitativa das funcionalidades e características apresentadas por Ambientes de Gerenciamento de Cursos a Distância. Como principais características desta metodologia, podem ser destacadas: a estrutura hierárquica em níveis, a atribuição de pesos aos diferentes níveis de acordo com o grau de importância, a possibilidade de inclusão de ambientes pelos próprios fabricantes ou responsáveis, a disponibilização de um perfil default de avaliação, a apresentação do ranking de ambientes segundo um perfil de avaliação, a comparação de ambientes quanto as suas características e funcionalidades e a possibilidade de alteração ou criação de novos perfis de avaliação, segundo as diferentes necessidades de cada usuário. Para validar essa metodologia, foi desenvolvido e disponibilizado na Web para consulta geral, um sistema de Benchmark, que além de pontuar os sistemas cadastrados segundo o perfil criado nesse trabalho, possibilita a definição de novos perfis para avaliação, assim como consultas e comparações quanto às funcionalidades e às características apresentadas pelos ambientes, auxiliando a diminuir o nível de subjetividade dos usuários, nos processos relacionados à escolha do ambiente mais adequado as suas necessidades.

A utilização de tecnologias de Internet na educação a distância : o caso de uma disciplina de graduação da Escola de Administração da Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Esta pesquisa tem como tema explorar o uso da educação a distância, como uma importante solução de apoio no processo de aprendizagem. Solução esta cada vez mais solicitada por parte de organizações empresariais e universitárias. O foco da pesquisa é explorar o uso, vantagens e desvantagens das ferramentas de Internet (www, e-mail, chat e fórum) na educação a distância, utilizando para isso uma disciplina de graduação da Escola de Administração da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Também, descrever a utilização de um ambiente integrador de ferramentas para cursos via Internet, assim visto o site desenvolvido para este fim. Através de uma pesquisa qualitativa com um estudo de caso exploratório, foram coletadas informações com a utilização de questionários e observação dos diversos eventos, sobre a disciplina de Sistema de Informações Gerenciais, realizada a distância. Da análise destes dados coletados, bem como das observações feitas a partir do convívio e da colaboração com o projeto de EAD da Escola, foi possível descrever a utilização de alguns recursos de comunicação existentes na Internet para a prática da educação a distância. Estes recursos, disponibilizados no site da disciplina, tinham por objetivo proporcionar a necessária interação dos participantes, bem como o acesso ao material didático utilizado como conteúdo de estudo.

A avaliação da aprendizagem no ensino de estruturas : epistemologia, tecnologia e educação a distância

O ensino e a aprendizagem a partir de ambientes informatizados e a educação a distância têm sido amplamente difundidos tanto em meios profissionais quanto acadêmicos. As suas aplicações em diferentes áreas de conhecimento nem sempre têm sido sensíveis às especificidades de cada área, representando muitas vezes uma mera digitalização dos conteúdos didáticos tradicionalmente trabalhados, sem que haja uma ressifignificação da prática pedagógica. A partir de uma abordagem interdisciplinar, este trabalho investiga como os recursos informáticos podem contribuir para uma melhoria nas relações pedagógicas, numa proposta de avaliação da aprendizagem no ensino de Engenharia Estrutural. Inserido nesse contexto, propõe-se o GPAREDE, um ambiente virtual de avaliação da aprendizagem no ensino de Engenharia Estrutural, concebido para uma proposta de educação a distância. O gerenciamento de informação, via formulários e transferência de arquivos, e o desenvolvimento de webfólios são recursos empregados para prover um ambiente propício à construção do conhecimento, no âmbito de uma avaliação integrada ao processo ensinoaprendizagem. A partir das perguntas norteadoras da pesquisa e da primeira investigação realizada, são definidas categorias de análise para as reflexões e as conclusões desta Tese. Os resultados obtidos indicam que o uso de ambientes virtuais para a avaliação da aprendizagem no ensino de Estruturas permite mediações pedagógicas construtivistas, contribuindo para a consolidação de um paradigma pedagógico para a educação a distância.

Um Sistema de alertas inteligentes para ambientes de ensino na internet

A difusão da educação baseada na Web está trazendo uma série de mudanças nesta área. Uma dessas mudanças está na forma de como se avaliar as atividades dos alunos remotos, não só através de tarefas tradicionais como testes, mas verificando, em tempo-real, as ações dos alunos e assim possibilitando ao professor um acompanhamento mais completo das atividades dos estudantes. De acordo com os recursos computacionais existentes, a utilização de um Sistema de Alertas é a opção que melhor se adequa a estas finalidades, pois com este tipo de sistema é possível acompanhar as atividades dos alunos em cursos a distância. O objetivo deste trabalho é apresentar um Sistema de Alertas Inteligentes para apoio ao ensino, que detecta problemas nas atividades dos alunos em cursos na Web e realiza ações corretivas adequadas. Este sistema está parcialmente integrado ao ambiente Tapejara do Instituto de Informática da UFRGS – Sistemas Inteligentes de Ensino na Web - que consiste em um sistema de construção e acompanhamento de cursos disponibilizados via Internet. A principal característica do Sistema de Alertas Inteligentes é a busca de situações críticas como, por exemplo: aluno apresenta baixo desempenho nos exercícios, a estratégia de ensino não corresponde ao perfil do estudante, aluno não está comparecendo às atividades do curso, etc. Com isto, este sistema pode auxiliar o professor (tutor virtual) a ter um acompanhamento mais preciso sobre as atividades realizadas pelo estudante e assim, adaptar as aulas às características do aluno, sem, com isto, acarretar numa sobrecarga de trabalho.

AAERO : ambiente de aprendizado para o ensino de redes de computadores orientado a problemas

Atualmente, a sociedade tem experimentado uma grande transformação devido à crescente incorporação da tecnologia em seu cotidiano. Estas mudanças demonstram o grande avanço tecnológico experimentado nas últimas décadas, principalmente na área de Redes e Telecomunicações. Este contexto tem gerado uma crescente procura por profissionais desta área, com um perfil que privilegie, além do conhecimento técnico, outras habilidades consideradas importantes, como o pensamento crítico, o auto-aprendizado e a habilidade para trabalhar em equipe, habilidades estas que não são normalmente focadas nos cursos atuais. Estas habilidades são estimuladas nas abordagens centradas nos alunos, com destaque ao Problem-Based Learning (PBL), uma abordagem na qual o aluno é exposto a problemas, sem nenhum conhecimento prévio, e que, para resolvê-los, precisa pesquisar e analisar novas informações, visando sua aplicação na solução dos mesmos. Apesar da grande utilização do PBL em diversas instituições no mundo, existem poucas ferramentas de software que dão apoio para sua total aplicação. Por outro lado, mesmo sendo bem estruturado, o PBL não sugere indicações de como assimilar melhor novas experiências, de como buscar o conhecimento em experiências anteriores e como desenvolver problemas atuais e interessantes com características reais. Estas dificuldades podem ser minimizadas com a utilização do CBR (Case-Based Reasoning). Entre as aplicações CBR desenvolvidas especificamente na área de Redes de Computadores, pode-se destacar o sistema DUMBO, um sistema CBR, desenvolvido na UFRGS, especificamente para o diagnóstico de problemas em Redes de Computadores. A integração com o DUMBO permite à abordagem PBL ser aplicada com maior eficiência, utilizando sua biblioteca de casos como ferramenta de pesquisa e para a sugestão de novos problemas a partir de casos reais e atuais. Com base nestas afirmações, este trabalho apresenta a proposta e o desenvolvimento de um protótipo de ambiente de aprendizado para o ensino de Redes de Computadores, utilizando a abordagem PBL em conjunto com a abordagem CBR através do sistema DUMBO.

Concepção e implementação de um agente semiótico como parte de um modelo social de aprendizagem a distância

Esta dissertação situa-se no projeto de pesquisa intitulado "Um Modelo Computacional de Aprendizagem a Distância Baseada na Concepção Sócio- Interacionista". Este projeto se enquadra na visão de aprendizagem situada, isto é, na concepção de cognição como uma prática social baseada na utilização de linguagem, símbolos e signos. O objetivo é a construção de um ambiente de Educação a Distância, implementado como um sistema multiagente composto por agentes artificiais e agentes humanos, inspirando-se na teoria sócio-interacionista de Vygotsky. Nesta sociedade, todos os personagens (aprendizes e agentes artificiais) são modelados como agentes sociais integrados em um ambiente de ensino-aprendizagem. A arquitetura deste sistema é formada pelos seguintes agentes artificiais: agente diagnóstico, agente mediador, agente colaborativo, agente semiótico e agente social. Os agentes humanos que interagem com o sistema desempenham o papel de tutores, aprendizes ou ambos. Esta dissertação visa à concepção e à implementação de um dos agentes desta arquitetura: o agente semiótico. Esta concepção foi baseada na Engenharia Semiótica, em particular para a apresentação do material instrucional utilizado no processo de ensinoaprendizagem.