Interface

A Interface representa a comunicação entre os jogadores com um papel específico e o sistema educacional. Além disso, o contexto e o tipo de recurso educacional são importantes aspectos que necessitam ser considerados quando se define a tecnologia a ser utilizada pelo ambiente. Outro aspecto importante é que a interface pode ser adaptada de várias formas, levando-se em consideração o contexto de estudo, as características dos usuários, o tipo de dispositivo presente, dentre outras. A ilustra as diversas formas de adaptar a interface.

Outro ponto importante é que a Interface dá suporte para diferentes papéis, provendo interfaces especializadas de acordo com o papel, como por exemplo, ferramentas de autoria, ferramentas para dispositivos móveis, ambientes de desenvolvimento etc.

Figura 4.2: Tipos de Adaptação de Interface.

Fonte extraída e traduzida de [Brusilovsky, 1996].

4.1.4

Ambientes Educacionais baseados na Web Semântica

Os ambientes dão suporte aos usuários para guiar e ajudar os mesmos a alcançar os seus objetivos de aprendizagem. Assim, o ambiente representa uma nova geração de sistemas educacionais baseados na Web, onde há o objetivo de prover diversas melhorias na qualidade dos serviços através do uso de tecnologias provenientes da Web semântica. De fato, os recursos da Web semântica podem ser usados em diversos ambientes educacionais, como por exemplo, sistemas tutores inteligentes [Self, 1995], sistemas de gerenciamento de conteúdo [Abazi-Bexheti, 2008], ambientes virtuais de aprendizagem [Ivanova and Smrikarov, 2004], sistemas educacionais adaptativos [Benyon and Murray, 1993], sistemas de aprendizagem pervasiva [Loidl, 2006], sistemas educacionais para TV Digital [Lopez-Nores et al., 2006], entre outros5_{. Os componentes presentes em um}

ambiente deste tipo são descritos na subseções que seguem.

5_{Diversos exemplos sobre ambientes educacionais baseados na Web semântica são encontrados na}

Ontologias

As Ontologias buscam fazer uma descrição dos dados presentes em determinado universo e permitir a interação entre os dados disponibilizados através de diferentes formatos [Shadbolt et al., 2006]. Elas têm sido endereçadas pela comunidade como um importante requisito para garantir interoperabilidade entre ambientes educacionais. No contexto de Web semântica e educação, as ontologias têm sido aplicadas para resolver problemas complexos, como representação de conhecimento em sistemas inteligentes, compartilhamento de conhecimento e reúso entre aplicações, anotação e busca de objetos de aprendizagem, personalização de conteúdos educacionais, além de muitos outros desafios [Bittencourt et al., 2008d].

Destaca-se ainda que notáveis resultados no desenvolvimento e uso das ontologias para aumentar a experiência da aprendizagem baseada na Web (incluindo aspectos tanto tecnológicos quanto teóricos) são enfatizados pela comunidade e reportado em [Dicheva and Dichev, 2007][Mizoguchi et al., 2007]. De um lado, os aspectos tecnológicos representam o uso das ontologias para permitir a navegação, compartilhamento e reúso de conteúdos educacionais que são possíveis localizar em diferentes repositórios, auxiliando na interoperabilidade e integração de diferentes aplicações educacionais. Do outro lado, os aspectos teóricos representam o uso de ontologias para dar suporte ao fluxo de conhecimento desde a teoria até a prática através de metodologias que permitem a criação, descoberta, compartilhamento e apresentação eficiente de conhecimento para serem utilizadas durante a autoria de conteúdos educacionais e de aprendizagem. É fundamental para qualquer aplicação educacional inteligente na área de Web semântica possuir o conhecimento compartilhável e bem definido para o desenvolvimento de uma aprendizagem efetiva. Os tipos de ontologias que podem ser usadas nestes sistemas são:

1. Ontologias Educacionais: responsáveis pela especificação e validação do conhecimento referente à uma característica específica do sistema educacional, como ontologias do modelo do estudante, modelo pedagógico, modelo de adaptação, tarefas, entre outras;

2. Ontologias para Interação: estas possuem o conhecimento sobre os componentes de um sistema educacional, como ontologias para especificar agentes de software,

serviços Web semânticos, ferramentas educacionais, entre outros;

3. Ontologias de Aplicação: responsáveis pela descrição dos ambientes educacionais baseados na Web semântica com o objetivo de garantir a comunicação e a publicação dos sistemas educacionais na Web. Como resultado, os ambientes educacionais podem interoperar entre si (através de seus agentes de software).

Ferramentas

Um ambiente educacional pode oferecer uma quantidade considerável de ferramentas, e diferentes formas de comunicação e sofisticação ao longo das interações. Observa-se que um sistema educacional deve prover ferramentas de acordo com o tipo de usuário, o papel do usuário e o dispositivo (celulares, PDAs, navegadores, etc) que está sendo utilizado. Os tipos de ferramentas que podem ser desenvolvidos ou reusados pelo ambiente educacional são:

1. Ferramentas Educacionais: estas possuem um papel importante no processo de aprendizagem de cada estudante. Ou seja, quanto mais sofisticação e interação os ambientes educacionais proverem nas ferramentas (tanto para comunicação síncrona quanto assíncrona), maior será a capacidade do ambiente de treinar e guiar os estudantes em sessões de aprendizagem. Algumas ferramentas educacionais tradicionais que podem ser citadas são fórum, chat, lista de discussão, entre outras. As ferramentas da Web 2.0 [Rollett et al., 2007] também são exemplos que podem ser descritos como uma ferramenta educacional. Desta forma, a integração destas ferramentas com tecnologias da Web semântica proporciona novas possibilidades para os sistemas através da abordagem da Web semântica social [Dicheva and Dimitrova, 2008]. Além disso, diversas ferramentas podem ser providas de acordo com o papel do usuário, por exemplo, ferramentas de autoria, ferramentas de auxílio ao tutor, ferramentas de auditoria, entre outras;

2. Ferramentas de Suporte: algumas são necessárias para fazer com que a Web semântica pública (como descrita na Seção 2.1 do Capítulo 2) torne-se realidade. Estas ferramentas têm o intuito de prover características de semi-automatização para agentes inteligentes, como por exemplo, ferramentas de

mapeamento/alinhamento de ontologias, anotação de ontologias, Web semântica social, visualização de ontologias, engenharia de ontologias, entre outras;

3. Ferramentas Administrativas: estas são importantes para configurar o ambiente com relação aos papéis, usuários, autenticação, entre outras atividades.

Serviços Web Semânticos

Serviços Web Semânticos (SWS) são utilizados para prover aos usuários, agentes e ferramentas, acesso (orientado a serviços) às características de acordo com o interesse de cada uma delas. A pesquisa conduzida pela comunidade da Web semântica com relação aos serviços Web semânticos afirma que os mesmos são uma excelente opção para a integração de atividades através da criação, descoberta, composição e invocação automática de SWS [Brambilla et al., 2007][Al-Masri and Mahmoud, 2007]. Os tipos de SWS que podem ser disponibilizados são:

1. SWS Educacionais: eles disponibilizam características para garantir que as funcionalidades dos sistemas educacionais sejam cumpridas. Em outras palavras, os SWS implementam funcionalidades no contexto educacional, como a integração de conteúdos, descoberta de recursos educacionais, avaliação e comparação entre aplicações educacionais, personalização de conteúdos educacionais e interfaces, colaboração, recomendação, resolução de tarefas, diagnóstico, entre outras;

2. SWS de Suporte: diversas atividades nestes ambientes não necessariamente são atividades com propósito educacional, logo, podem ser disponibilizados serviços Web semânticos presentes nestes ambientes educacionais, como serviços de conversão, busca, mineração, entre outros. Por esta razão, SWS de suporte são importantes tanto para os ambientes educacionais quanto outros tipos de ambientes.

Agentes Inteligentes

Os agentes possuem um papel fundamental nos sistemas educacionais baseados na Web semântica. Eles são responsáveis por garantir a automatização das atividades, evolução dinâmica dos requisitos, dentre outras atividades. Os tipos de agentes presentes são descritos abaixo:

1. Agentes Tutores (ou Pedagógicos): estes agentes buscam garantir a interação entre os sistemas (através de seus requisitos educacionais) e os usuários (principalmente estudantes) de acordo com seus papéis. Como exemplos, eles podem ser usados para o tutoramento, descoberta de novo conhecimento sobre um determinado usuário, transporte de mensagens com conteúdos educacionais entre aplicações, personalização do conteúdo de diferentes usuários, entre outros;

2. Agentes de Suporte: eles dão suporte aos outros agentes para assegurar que os mesmos alcancem os objetivos em cada atividade educacional. Exemplos destes agentes são agentes de suporte para mineração na Web;

3. Agentes Controladores: estes agentes são importantes para administrar as atividades, como por exemplo, verificação de desempenho dos agentes e serviços Web semânticos presentes no ambiente, identificação de agentes não confiáveis, identificação de mudanças de comportamentos e/ou características dos agentes, entre outras.