Computer Networks Virtualization with GNS3: Evaluating a solution to optimize resources and achieve a distance learning

Designing educational resources allow students to modify their learning process. In particular, on-line and downloadable educational resources have been successfully used in engineering education the last years [1]. Usually, these resources are free and accessible from web. In addition, they are designed and developed by lecturers and used by their students. But, they are rarely developed by students in order to be used by other students. In this work-in-progress, lecturers and students are working together to implement educational resources, which can be used by students to improve the learning process of computer networks subject in engineering studies. In particular, network topologies to model LAN (Local Area Network) and MAN (Metropolitan Area Network) are virtualized in order to simulate the behavior of the links and nodes when they are interconnected with different physical and logical design.

Group presence in virtual worlds: Supporting collaborative e-learning

Even though e-learning endeavors have significantly proliferated in recent years, current e-learning technologies provide poor support for group-oriented learning. The now popular virtual world's technologies offer a possible solution. Virtual worlds provide the users with a 3D - computer generated shared space in which they can meet and interact through their virtual representations. Virtual worlds are very successful in developing high levels of engagement, presence and group presence in the users. These elements are also desired in educational settings since they are expected to enhance performance. The goal of this research is to test the hypothesis that a virtual world learning environment provides better support for group-oriented collaborative e-learning than other learning environments, because it facilitates the emergence of group presence. To achieve this, a quasi-experimental study was conducted and data was gathered through the use of various survey instruments and a set of collaborative tasks assigned to the participants. Data was gathered on the dependent variables: Engagement, Group Presence, Individual Presence, Perceived Individual Presence, Perceived Group Presence and Performance. The data was analyzed using the statistical procedures of Factor Analysis, Path Analysis, Analysis of Variance (ANOVA) and Multivariate Analysis of Variance (MANOVA). The study provides support for the hypothesis. The results also show that virtual world learning environments are better than other learning environments in supporting the development of all the dependent variables. It also shows that while only Individual Presence has a significant direct effect on Performance; it is highly correlated with both Engagement and Group Presence. This suggests that these are also important in regards to performance. Developers of e-learning endeavors and educators should incorporate virtual world technologies in their efforts in order to take advantage of the benefit they provide for e-learning group collaboration.

Alunos com paralisia cerebral na escola : linguagem, comunicação alternativa e processos de comunicativos

O estudo assume como problema de investigação analisar as contribuições da Comunicação Alternativa e Ampliada (CAA) aos processos comunicativos de alunos sem fala articulada no contexto da escola, destacando nesses processos o papel potencializador dos interlocutores. Fundamenta-se na abordagem de linguagem e na noção de enunciado discutidas por Bakhtin e nas contribuições de Vigotski sobre a relação entre desenvolvimento e aprendizagem, postulando que a aquisição e o desenvolvimento da linguagem ocorrem no curso das aprendizagens, ao longo da vida. As análises e reflexões empreendidas evidenciam uma discussão acerca da linguagem que se desloca da dimensão orgânica para a dimensão da constituição do sujeito como humano. Sob essa visão, outros conceitos, como os de língua, fala, interação verbal, dialogia, enunciação, aprendizagem e desenvolvimento são problematizados e também considerados como elementos fundantes e presentes nas relações comunicativas entre os sujeitos sem fala articulada e seus interlocutores. Na primeira etapa, o estudo busca conhecer as formas organizativo-pedagógicas de cinco Secretarias Municipais de Educação da Região Metropolitana de Vitória e da Secretaria de Estado da Educação no que diz respeito à identificação dos alunos com Paralisia Cerebral, sem fala articulada, ao acompanhamento técnico-pedagógico e à formação de professores que atuam na Educação Especial. Na segunda etapa, objetiva conhecer a processualidade da organização do trabalho pedagógico instituída nos contextos escolares e investiga os processos comunicativos em/com dois alunos com severos comprometimentos motores e de fala em duas escolas de Ensino Fundamental, localizadas no município de Serra e de Vitória. Nesta etapa, opta pela pesquisa- ação colaborativo-crítica por contribuir, teórica e metodologicamente, para sustentar os fazeres individuais e coletivos nos lócus de investigação. Os resultados revelam que, institucionalmente, ainda não se conhece quem são e quantos são os alunos com Paralisia Cerebral sem fala articulada no contexto de suas reais necessidades. Esse desconhecimento é atribuído pelas gestoras das Secretarias Municipais de Educação investigadas ao considerarem que, via de regra, são tomadas apenas as informações do Educacenso-INEP. As identificações pontuais, quando ocorrem, são decorrentes de estratégias internas adotadas, sendo uma delas o assessoramento pedagógico das equipes às escolas. No que tange ao ensino, à aprendizagem e à avaliação, o estudo constata que são atravessados por concepções equivocadas sobre os sujeitos com Paralisia Cerebral sustentadas, sobretudo, pela baixa expectativa e pelo pouco “esforço” quanto à sua escolarização. Constata também que o uso dos recursos de CAA potencializa os processos comunicativos dos alunos investigados e, movimentados pela linguagem, possibilita-lhes enunciar e fixar posições, opiniões e decisões, assegurando-lhes mais autonomia e fluidez do processo comunicacional. As formas de mediação dos interlocutores assim como as dinâmicas dialógicas por eles utilizadas com os alunos se constituem como elementos importantes nos processos de comunicação e interação. A espera do outro, o apoio e o incentivo à reformulação daquilo que se quer expressar, as modificações e alterações no jogo dialógico são exemplos dessa mediação. Quanto às ações de reorganização do trabalho pedagógico, o estudo registra maior articulação e colaboração entre professores da classe, professora da Educação Especial e estagiária no planejamento das aulas, dos conteúdos, com a inserção no notebook para um dos alunos; o uso das pranchas de comunicação, por ambos os alunos e seus interlocutores, como ação inovadora nos contextos escolares; a realização de atividades pelos alunos, com gradativa autonomia, a partir da disponibilização de recursos de TA/CAA (pasta de conteúdos temáticos, figuras imantadas, quadro metálico, ponteira, plano inclinado, notebook); a proposição de ações intencionais de alfabetização, a partir da reorganização de espaços-tempos no cotidiano da escola. Conclui que as discussões teóricas e práticas das questões relacionadas com a linguagem, com os processos cognitivos e com o uso de recursos de TA/CAA alavancam mudanças na concepção dos profissionais das escolas pesquisadas que, ainda, sob uma visão reducionista quanto às formas de comunicação e de interação verbal, “impõem” limites à escolarização dos alunos com deficiência.

A Game of learning: a b-activity

Th The purpose of this article is to share the implementation of workgroup activities: a game of learning supported by web technology; Effective educational strategies that encourage a dynamic combination of being flexible, individualized and personalized must be the aim of every school; The blended-learning plays an important role; In this article we describe an online collaborative game which uses an inside and outside collaboration in order to promote the motivation and effective learning; Pedagogical strategies, that use technologies appropriately, in higher education, can promote active learning, centered on students and thus valuing their personal experiences and participation;

E-Learning as a shared service in shared services centers

Book Subtitle International Conference, CENTERIS 2010, Viana do Castelo, Portugal, October 20-22, 2010, Proceedings, Part II

Work in progress - learning through role play games

It is commonly accepted that the educational environment has been undergoing considerable change due to the use of the Information and Communication tools. But learning depends upon actions such as experimenting, visualizing and demonstrating through which the learner succeeds in constructing his own knowledge. Although it is not easy to achieve these actions through current ICT supported learning approaches, Role Playing Games (RPG) may well develop such capacities. The creation of an interactive computer game with RPG characteristics, about the 500th anniversary of the city of Funchal, the capital of Madeira Island, is invested with compelling educational/pedagogical implications, aiming clearly at teaching history and social relations through playing. Players interpret different characters in different settings/scenarios, experiencing adventures, meeting challenges and trying to reach multiple and simultaneous goals in the areas of education, entertainment and social integration along the first 150 years of the history of Funchal. Through this process they will live and understand all the social and historical factors of that epoch.

TRAILER Project (Tagging, Recognition, Acknowledgment of Informal Learning Experiences) a methodology to make learners' informal learning activities visible to the institutions

The application of information technologies (specially the Internet, Web 2.0 and social tools) make informal learning more visible. This kind of learning is not linked to an institution or a period of time, but it is important enough to be taken into account. On the one hand, learners should be able to communicate to the institutions they are related to, what skills they possess, whether they were achieved in a formal or informal way. On the other hand the companies and educational institutions need to have a deeper knowledge about the competencies of their staff. The TRAILER project provides a methodology supported by a technological framework to facilitate communication about informal learning between businesses, employees and learners. The paper presents the project and some of the work carried out, an exploratory analysis about how informal learning is considered and the technological framework proposed. Whilst challenges remain in terms of establishing the meaningfulness of technological engagement for employees and businesses, the continuing transformation of the social, technological and educational environment is likely to lead to greater emphasis for the effective exploitation of informal learning.

Spatial operators for collaborative map handling

MSC Dissertation in Computer Engineering

Hand gesture recognition system based in computer vision and machine learning : applications on human-machine interaction

Sendo uma forma natural de interação homem-máquina, o reconhecimento de gestos implica uma forte componente de investigação em áreas como a visão por computador e a aprendizagem computacional. O reconhecimento gestual é uma área com aplicações muito diversas, fornecendo aos utilizadores uma forma mais natural e mais simples de comunicar com sistemas baseados em computador, sem a necessidade de utilização de dispositivos extras. Assim, o objectivo principal da investigação na área de reconhecimento de gestos aplicada à interacção homemmáquina é o da criação de sistemas, que possam identificar gestos específicos e usálos para transmitir informações ou para controlar dispositivos. Para isso as interfaces baseados em visão para o reconhecimento de gestos, necessitam de detectar a mão de forma rápida e robusta e de serem capazes de efetuar o reconhecimento de gestos em tempo real. Hoje em dia, os sistemas de reconhecimento de gestos baseados em visão são capazes de trabalhar com soluções específicas, construídos para resolver um determinado problema e configurados para trabalhar de uma forma particular. Este projeto de investigação estudou e implementou soluções, suficientemente genéricas, com o recurso a algoritmos de aprendizagem computacional, permitindo a sua aplicação num conjunto alargado de sistemas de interface homem-máquina, para reconhecimento de gestos em tempo real. A solução proposta, Gesture Learning Module Architecture (GeLMA), permite de forma simples definir um conjunto de comandos que pode ser baseado em gestos estáticos e dinâmicos e que pode ser facilmente integrado e configurado para ser utilizado numa série de aplicações. É um sistema de baixo custo e fácil de treinar e usar, e uma vez que é construído unicamente com bibliotecas de código. As experiências realizadas permitiram mostrar que o sistema atingiu uma precisão de 99,2% em termos de reconhecimento de gestos estáticos e uma precisão média de 93,7% em termos de reconhecimento de gestos dinâmicos. Para validar a solução proposta, foram implementados dois sistemas completos. O primeiro é um sistema em tempo real capaz de ajudar um árbitro a arbitrar um jogo de futebol robótico. A solução proposta combina um sistema de reconhecimento de gestos baseada em visão com a definição de uma linguagem formal, o CommLang Referee, à qual demos a designação de Referee Command Language Interface System (ReCLIS). O sistema identifica os comandos baseados num conjunto de gestos estáticos e dinâmicos executados pelo árbitro, sendo este posteriormente enviado para um interface de computador que transmite a respectiva informação para os robôs. O segundo é um sistema em tempo real capaz de interpretar um subconjunto da Linguagem Gestual Portuguesa. As experiências demonstraram que o sistema foi capaz de reconhecer as vogais em tempo real de forma fiável. Embora a solução implementada apenas tenha sido treinada para reconhecer as cinco vogais, o sistema é facilmente extensível para reconhecer o resto do alfabeto. As experiências também permitiram mostrar que a base dos sistemas de interação baseados em visão pode ser a mesma para todas as aplicações e, deste modo facilitar a sua implementação. A solução proposta tem ainda a vantagem de ser suficientemente genérica e uma base sólida para o desenvolvimento de sistemas baseados em reconhecimento gestual que podem ser facilmente integrados com qualquer aplicação de interface homem-máquina. A linguagem formal de definição da interface pode ser redefinida e o sistema pode ser facilmente configurado e treinado com um conjunto de gestos diferentes de forma a serem integrados na solução final.

Teaching and learning with social software in higher education: content management systems integrated with Web-based applications as a key factor for success

The change of paradigm imposed by the Bologna process, in which the student will be responsible for their own learning, and the presence of a new generation of students with higher technological skills, represent a huge challenge for higher education institutions. The use of new Web Social concepts in teaching process, supported by applications commonly called Web 2.0, with which these new students feel at ease, can bring benefits in terms of motivation and the frequency and quality of students' involvement in academic activities. An e-learning platform with web-based applications as a complement can significantly contribute to the development of different skills in higher education students, covering areas which are usually in deficit.

Models and tools for value systems analysis in collaborative environments

Dissertation to obtain the degree of Doctor in Electrical and Computer Engineering, specialization of Collaborative Networks

Design a computer programming learning environment for Massive Open Online Courses

Teaching and learning computer programming is as challenging as difficult. Assessing the work of students and providing individualised feedback to all is time-consuming and error prone for teachers and frequently involves a time delay. The existent tools and specifications prove to be insufficient in complex evaluation domains where there is a greater need to practice. At the same time Massive Open Online Courses (MOOC) are appearing revealing a new way of learning, more dynamic and more accessible. However this new paradigm raises serious questions regarding the monitoring of student progress and its timely feedback. This paper provides a conceptual design model for a computer programming learning environment. This environment uses the portal interface design model gathering information from a network of services such as repositories and program evaluators. The design model includes also the integration with learning management systems, a central piece in the MOOC realm, endowing the model with characteristics such as scalability, collaboration and interoperability. This model is not limited to the domain of computer programming and can be adapted to any complex area that requires systematic evaluation with immediate feedback.

Semantic enrichment of knowledge sources supported by domain ontologies

This thesis introduces a novel conceptual framework to support the creation of knowledge representations based on enriched Semantic Vectors, using the classical vector space model approach extended with ontological support. One of the primary research challenges addressed here relates to the process of formalization and representation of document contents, where most existing approaches are limited and only take into account the explicit, word-based information in the document. This research explores how traditional knowledge representations can be enriched through incorporation of implicit information derived from the complex relationships (semantic associations) modelled by domain ontologies with the addition of information presented in documents. The relevant achievements pursued by this thesis are the following: (i) conceptualization of a model that enables the semantic enrichment of knowledge sources supported by domain experts; (ii) development of a method for extending the traditional vector space, using domain ontologies; (iii) development of a method to support ontology learning, based on the discovery of new ontological relations expressed in non-structured information sources; (iv) development of a process to evaluate the semantic enrichment; (v) implementation of a proof-of-concept, named SENSE (Semantic Enrichment kNowledge SourcEs), which enables to validate the ideas established under the scope of this thesis; (vi) publication of several scientific articles and the support to 4 master dissertations carried out by the department of Electrical and Computer Engineering from FCT/UNL. It is worth mentioning that the work developed under the semantic referential covered by this thesis has reused relevant achievements within the scope of research European projects, in order to address approaches which are considered scientifically sound and coherent and avoid “reinventing the wheel”.