A Arquitetura SLEC (Sistema Lógico de Explicação Científica) tem o objetivo de ampliar a Arquite- tura MIDES (Model Interactif de Decouverte Scientifique) (PARAGUAÇU et al., 2003). A idéia consiste em integrar duas aplicações supostamente distintas: uma para a documentação de teorias científicas (PARA- GUAÇU et al., 2003); e a outra, para um ambiente de descoberta em ciência. O esquema de representação da Arquitetura SLEC (figura 27) pode ser observado em um esboço que foi dividido em cinco camadas organizadas hierarquicamente, como descritas a seguir:
Camada de Apresentação e Controle: responsável pela identificação do usuário que terá privilégios
de professor ou de aluno, podendo entrar ou no Módulo de Autoria do Professor ou no Módulo de
Autoria do Aluno.
Camada de Aplicação: nesta camada procura-se integrar duas aplicações: o Módulo de Autoria do Professor que é um ambiente voltado para documentação de teorias científicas de forma consensual
e colaborativa em Modelos Científicos representados em XML, com quatro visões de conhecimento: hierárquica, relacional, causal, e de questionamento; e o Módulo de Autoria do Aluno que é um am- biente voltado para melhorar a aprendizagem do raciocínio científico, através do reconhecimento de contradições de raciocínio na formulação de uma teoria científica (baseada na metáfora de contos infan- tis) por parte de aprendiz.
Figura 28: Modelos Científicos no Repositório XML
Para um melhor entendimento das aplicações presentes nesta arquitetura é preciso distinguir o que é possível construir dentro dos modelos científicos (Figura 28) elaborados no Módulo de Autoria do
Professor e aqueles elaborados no Módulo de Autoria do Aluno. Assim, entende-se que uma comu-
nidade de professores (especialistas) devem construir consensualmente uma visão hierárquica de mundo fechado de algum domínio do conhecimento, representado por classes e objetos. Após essa elaboração taxonômica, a comunidade de professores poderá então construir teorias científica (teorias iniciais), criando relacionamentos entre os objetos e/ou as classes estabelecidas. Para então, construir a teoria que deseja através de um encadeamento de hipóteses na visão causal, e também de questionamentos levantados por esta comunidade para as hipóteses geradas.
Sendo assim, através desta representação é possível estabelecer uma indexação para recuperação
de casos de hipóteses em uma base de casos de histórias que mostra a interpretação para as hipóteses
não entendimento de hipóteses que são usadas na elaboração de uma determinada teoria.
Após a elaboração de uma teoria inicial em um Modelo Científico representado em XML no Módulo
de Autoria do Professor, pode-se disponibilizar o modelo que foi construído, para que o aprendiz possa
reconstruir a teoria inicial que foi elaborada pelo professor. Portanto, o aprendiz ao entrar no Módulo
de Autoria do Aluno terá a possibilidade de escolher um Modelo Científico que sirva para a reconstrução
de uma teoria inicial, para gerar uma teoria nova, que pode ser um sub-conjunto da teoria inicial, ou um sub-conjunto pertubado com novos conceitos, ou seja, classes e/ou objetos que estão representados na visão hierárquica.
Camada de Negócio: serve de interface de comunicação (Figura 28) para gerenciamento de leitura e
gravação de Modelos Científicos no Repositório XML. Nesta camada temos internamente representados, quatro módulos como descritos a seguir:
1. Módulo de Gerenciamento de Modelos de Ontologias - gerencia todo o conteúdo ontológico ge-
rado pela comunidade de professores, possibilitando a negociação de significados dos dados es- tabelecidos na interface da aplicação do professor, para o devido empacotamento em objetos java que serão repassados para seu armazenamento em Modelos Científicos representados em XML. Este módulo deve averiguar possíveis erros de inconsistência entre os relacionamentos estabele- cidos com as quatro visões do modelo (hierárquica, relacional, causal, e de questionamento). Por exemplo, o usuário deve receber erros de inconsistências para o caso de uma exclusão indevida de algum conceito na visão hierárquica, e que gerou alguns erros nas visões: relacional, causal, e de questionamento, da teoria que está sendo elaborada;
2. Módulo de Ontologias de Aluno - possibilita ao aprendiz reformular uma teoria inicial e armazená-
la como uma teoria nova em um Modelo Científico que foi elaborado no Módulo de Autoria do
Professor.
Além disso, este módulo ainda fornece o suporte também para os erros de inconsistências que podem ser gerados no momento de elaboração de uma teoria. Para o caso do aprendiz, ficou estabelecido que no caso da visão hierárquica ele só poderá adicionar objetos na hierarquia já estabelecida, para não gerar inconsistências nas teorias iniciais elaboradas pelo professor. Um exemplo de inconsistência que pode ser gerado pelo aprendiz é o ato de exclusão de um algum axioma na visão relacional, que provocará inconsistências na teoria que está sendo elaborada por ele.
3. Módulo de Inferência: este módulo fornece o suporte para as duas aplicações desta arquitetura.
Porém existem algumas diferenças entre a aplicação do professor, em relação a aplicação do aluno:
(a) Com relação a aplicação do professor, este módulo averigua os índices gerados pelo pro- fessor, no ato de concepção referente à visão causal e de questionamento de uma teoria,
fornecendo casos passados de hipóteses e de questionamentos que foram recuperados de suas respectivas bases de casos de histórias.
A recuperação dos casos similares é fornecida pela constatação da adequação estrutural obtida pelo suporte fornecido com a visão hierárquica. As histórias recuperadas, por sua vez, fornecem uma interpretação que pode ser ignorada, dando a chance para o professor construir a sua própria história. Ou por outro lado, o professor ainda pode escolher um caso passado para que seja adaptado de forma semi-automática, pois ao recuperar um caso é fornecida uma história que vem na forma de um esqueleto que pode ser preenchido com al- guns ajustes com os índices que foram fornecidos no ato da concepção do caso por parte do usuário. Estes ajustes de forma semi-automática tornam-se possíveis devido à similaridade que é obtida através da visão hierárquica.
(b) Para o caso da aplicação do aprendiz, a inferência obtida é um pouco diferente, ou seja, o aprendiz poderá obter histórias de casos passados no ato de elaboração de uma hipótese e adaptar a história que foi recuperada. Porém, este não tem permissão de criar uma nova história para a hipótese em questão.
Por outro lado, caso o aprendiz tenha alguma dúvida sobre a história que foi fornecida para a hipótese que ele está tentando criar, ele ainda pode solicitar uma ajuda, para melhor interpretar a história que foi fornecida.
Assim, pode-se obter casos de questionamentos que foram criados na aplicação do profes- sor, e que se referem a alguma hipótese. Assim, é fornecida uma lista de questões de dúvidas que podem aparecer sobre aquela hipótese, então o aluno pode escolher alguma questão na lista e obter uma explicação também na forma de história.
4. Módulo de Armazenamento: este módulo fornece uma interface para a camada mais acima, tor-
nando possível: criar, abrir, salvar, salvar como, obter objetos JAXB (que se referem ao XML), e realizar operações (de inclusão e exclusão de: conceitos, axiomas, hipóteses, e questionamen- tos) em algum Modelo Científico. Portanto, para cada operação que está sendo realizada deve-se informar qual das quatro visões do modelo deve-se trabalhar naquele momento. Após realizar todas as operações, pode-se salvar o XML correspondente ao modelo científico em questão com todas as alterações que foram realizadas.
A última camada da Arquitetura SLEC é a Camada de Armazenamento: que representa um repositório usado para armazenar Modelos Científicos.
Portanto, através da apresentação das duas últimas seções procurou-se esclarecer em um esboço geral o ambiente de descoberta proposto para este trabalho. Desta forma, foi possível idealizar um
modelo científico representado por um modelo híbrido (com o uso de RBC e ontologias) e, a partir
deste modelo que foi idealizado, propor a arquitetura SLEC para integrar as duas aplicações que foram mencionadas no início deste capítulo. Na próxima seção, procura-se esclarecer melhor o contexto de desenvolvimento ao qual está inserido este trabalho e como isso delinear o que será exposto nos capítulos subseqüentes.