4.5 Funcionalidades do Plugin LSQuiz
4.5.6 Solicita¸c˜ ao de Ajuda aos Colegas
3.5.3
5.2
4.1. Escolha da Tecnologia a ser utilizada 103
apesar de ser a princ´ıpio compat´ıvel com o iPad, n˜ao possui suporte nativo `a sua resolu¸c˜ao, o que pode gerar distor¸c˜oes nas imagens exibidas. Assim, para garantir efetivamente essa compatibilidade, dentro do c´odigo do aplicativo deveriam ser constru´ıdas interfaces dis- tintas a cada um dos dispositivos, o que ´e chamado tamb´em de solu¸c˜ao universal. Essa abordagem, entretanto, demanda um custo maior de tempo para implementa¸c˜ao, n˜ao garantindo al´em disso a compatibilidade com novos dispositivos a serem lan¸cados.
Ainda, os aplicativos desenvolvidos para determinado SO/Linguagem n˜ao s˜ao com- pat´ıveis com os dispositivos de empresas concorrentes. Assim, um aplicativo desenvolvido para a plataforma Apple (iOS) n˜ao ´e compat´ıvel com a plataforma Google (Android) e nem Microsoft (Windows 8). Isso ocorre, por exemplo, com o aplicativo eClicker Presen- ter, descrito no Apˆendice C, se¸c˜ao C.6.2, que ´e compat´ıvel apenas com dispositivos iOS. Al´em disso, essa descentraliza¸c˜ao de plataformas ´e ainda um obst´aculo `a codifica¸c˜ao, j´a que afeta negativamente a implementa¸c˜ao e manuten¸c˜ao dos aplicativos.
Na Tabela 4.2 ´e apresentado um resumo dessas tecnologias:
Tabela 4.2: Resumo das tecnologias dispon´ıveis para sistemas m´oveis
Sistema Operacional Linguagem de Desenvolvimento Compatibilidade
Android Java Dispositivos com An-
droid (Smartphones e Media Tablets de v´arias empresas)
iOS Obj C Dispositivos com iOS
(Smartphones e Media Tablets da Apple) Windows 8 .NET (C#) Dispositivos com Win-
dows 8 (Smartphones e Media Tablets da Micro- soft e outras empresas, como a Nokia.1)
Android, iOS, Windows 8 HTML Dispositivos com nave- gador de internet
Conforme apontado na Tabela 4.2, uma caracter´ıstica comum aos dispositivos m´oveis ´e a presen¸ca de um navegador de internet, capaz de exibir de forma equivalente o mesmo conte´udo em diversas plataformas e dispositivos. Al´em de ser multi-plataforma, a uti- liza¸c˜ao da Web traz a vantagem de centraliza¸c˜ao do conte´udo e do c´odigo em um ´unico local, n˜ao sendo necess´ario assim a altera¸c˜ao de v´arios c´odigos fonte, em diversas plata- formas, para resolver bugs ou adicionar funcionalidades.
Outro aspecto positivo ´e o suporte a praticamente todos os dispositivos m´oveis j´a utilizados pelos alunos em sala de aula. Caso a abordagem de aplicativos fosse utili- zada, eventualmente algumas plataformas poderiam n˜ao ser atendidas, o que limitaria a quantidade de usu´arios abrangidos.
Deste modo, visando a compatibilidade com o maior n´umero de dispositivos existentes no mercado, definiu-se o uso da linguagem HTML e do ambiente web (incluindo-se suporte a css e javascript, por exemplo) para o desenvolvimento do prot´otipo da ferramenta. A partir dessa defini¸c˜ao, foi realizada uma an´alise das poss´ıveis plataformas que poderiam ser utilizadas como base para esse desenvolvimento, conforme descrito na se¸c˜ao a seguir.
4.2
Escolha do Moodle como Plataforma a ser utili-
zada
Com o intuito de otimizar o desenvolvimento do prot´otipo, buscou-se uma plataforma web de ensino (tamb´em conhecida como LMS, do inglˆes Learning Management System) de c´odigo aberto, que implemente as funcionalidades b´asicas previstas a qualquer sistema educacional (cadastro e login de estudantes e professores, cria¸c˜ao de aulas, resolu¸c˜ao de atividades, etc).
Uma das mais utilizadas no momento ´e o Moodle2(Modular Object-Oriented Dynamic
Learning Environment), que conta com mais de 80.000 sites, servindo mais de 65 milh˜oes de usu´arios em mais de 7 milh˜oes de cursos cadastrados 3. O servidor do Moodle pode
ser facilmente instalado e configurado, tanto para Windows como Linux, sendo ainda compat´ıvel com os principais bancos de dados dispon´ıveis, como o Mysql, PostgreSQL e Oracle.
De c´odigo aberto e implementado com a linguagem PHP, o desenvolvimento para o Moodle ´e relativamente simples, sendo feito com m´odulos independentes, tamb´em chama- dos de plugins, que podem ou n˜ao estar relacionados entre si. No site oficial do Moodle ´
e disponibilizado um diret´orio 4 com mais de 500 plugins desenvolvidos por terceiros,
que podem ser utilizados para customizar a vers˜ao b´asica do Moodle das mais diferen- tes formas, como por exemplo incluindo novos formatos para cursos, temas, calend´arios, reposit´orios, relat´orios e atividades que podem ser realizadas pelos estudantes.
Outro ponto que fundamentou a ado¸c˜ao do Moodle foi o fato dele ser utilizado na Uni- camp como ferramenta de suporte ao ensino, facilitando assim o planejamento e aplica¸c˜ao de testes e experimentos com os alunos e professores, conforme descrito no Cap´ıtulo 5.
2Dispon´ıvel em: https://moodle.org Acesso em: Novembro de 2014
3O site https://moodle.org /stats apresenta em tempo real a quantidade de sites que utilizam o Moodle
em todo o mundo. Acesso em Janeiro de 2014
4.3. Descri¸c˜ao dos Componentes do Moodle 105
4.3
Descri¸c˜ao dos Componentes do Moodle
O Moodle pode ser representado atrav´es do padr˜ao de arquitetura de software MVC (Model-View-Controller), que divide a representa¸c˜ao de sistemas computacionais em trˆes camadas: apresenta¸c˜ao (view), usada para exibir informa¸c˜oes ao usu´ario; controlador (controller), representando as regras l´ogicas e de funcionalidade e; modelo (model), res- pons´avel pelo gerenciamento e persistˆencia dos dados.
A Figura 4.1, a seguir, apresenta a forma como o Moodle se organiza nessas trˆes camadas:
Figura 4.1: Organiza¸c˜ao do Moodle seguindo a arquitetura MVC
A organiza¸c˜ao do Moodle ´e descrita com mais detalhes no Apˆendice C desta tese.
4.4
Cria¸c˜ao e Instala¸c˜ao do plugin LSQuiz
Um dos plugins mais utilizados no Moodle ´e o Quiz. Atrav´es deste plugin, ´e poss´ıvel acessar o banco de quest˜oes (m´odulo de controle de question´arios), criando e submetendo aos alunos question´arios dos mais variados tipos e formas, como por exemplo quest˜oes de m´ultipla escolha, verdadeiro ou falso, respostas curtas, respostas num´ericas, etc. Os alunos podem responder cada Quiz uma ou mais vezes (de acordo com a configura¸c˜ao do mesmo), sendo que o professor pode visualizar um relat´orio com os resultados individuais ou globais. Pode ainda ser atribu´ıdo um peso `a nota obtida por cada aluno no Quiz, sendo este dado computado para a nota final do aluno na disciplina.
Assim, o plugin LSQuiz foi criado usando como base o plugin Quiz, preservando suas funcionalidades originais e ainda acrescentando novas, de acordo com a especifica¸c˜ao da AUSAA. Tomou-se ainda o cuidado em realizar o desenvolvimento de forma a garantir a total independˆencia (de c´odigo, dados, etc) do m´odulo desenvolvido, permitindo a ins- tala¸c˜ao/desinstala¸c˜ao do plugin em qualquer m´aquina que possua o sistema Moodle sem afetar os dados associados a outros plugins, incluindo o Quiz.
Para que o LSQuiz possa funcionar corretamente, ele precisa de alguns plugins se- cund´arios, que desempenham fun¸c˜oes de apoio, como por exemplo a possibilidade de
classifica¸c˜ao dos estilos de aprendizagem das dicas das quest˜oes (plugin LSInteractive) e a adi¸c˜ao e visualiza¸c˜ao da localiza¸c˜ao dos estudantes (plugin Mapa da Classe). Entretanto, embora tecnicamente cada um desses plugins seja independente dos demais, possuindo pe- culiaridades e funcionalidades pr´oprias, por motivo de simplifica¸c˜ao, o conjunto composto pelo LSQuiz e plugins acess´orios ser´a chamada apenas por LSQuiz neste texto, termo tamb´em utilizado para nomear o prot´otipo funcional da AUSAA.
Os detalhes t´ecnicos de implementa¸c˜ao de cada um dos plugins s˜ao descritos no Apˆendice D. J´a as funcionalidades implementadas por eles s˜ao descritas na se¸c˜ao a seguir.
4.5
Funcionalidades do Plugin LSQuiz
Com o intuito de tornar mais objetiva a leitura desta se¸c˜ao, optou-se em realizar nesta se¸c˜ao a descri¸c˜ao das funcionalidades o em alto n´ıvel, apresentando de uma maneira geral a forma de acesso e utiliza¸c˜ao do LSQuiz. Por sua vez, no Apˆendice D desta tese s˜ao descritos em detalhes cada uma das funcionalidades aqui descritas.
4.5.1
Classifica¸c˜ao das Quest˜oes por Estilo de Aprendizado
Atrav´es desta funcionalidade, o professor pode classificar as quest˜oes de acordo com os seus estilos de aprendizagem, seguindo-se o modelo de Felder & Silverman (1988) [50]. Cada quest˜ao pode ter associados de 0 a 3 tipos de estilo, ou seja, n˜ao necessariamente a quest˜ao precisa ser classificada em determinado estilo. Com o intuito de facilitar a classifica¸c˜ao, foram criados tipos de equivalˆencia, que representam os estilos de aprendizagem de Felde & Silverman numa linguagem e forma mais acess´ıveis ao professor.
Na Tabela 4.3 s˜ao apresentados os tipos de associa¸c˜ao dispon´ıveis, bem como sua equivalˆencia no modelo de Felder & Silverman (1988) [50].
A representa¸c˜ao visual de como o professor pode associar estilos de aprendizagem `as quest˜oes ´e mostrada na Figura 4.2:
4.5.2
Classifica¸c˜ao e Visualiza¸c˜ao das Dicas (Hints)
Similarmente ao processo de classifica¸c˜ao das quest˜oes, as dicas (hints) associadas a cada quest˜ao tamb´em podem ser classificadas pelo professor, embora nesse caso, apenas um estilo de aprendizagem possa ser associado por dica. Com o intuito de facilitar a classi- fica¸c˜ao, foi criada uma nomenclatura de equivalˆencia, que representa os estilos de apren- dizagem de Felder & Silverman numa linguagem e forma mais acess´ıveis ao professor, seguindo a mesma estrutura j´a apresentada na Tabela 4.3.
4.5. Funcionalidades do Plugin LSQuiz 107
Tabela 4.3: Tipos de estilo de aprendizagem dispon´ıveis para o professor
Tipo Op¸c˜oes Estilo Equivalente no Modelo de Felder & Silverman 1 Te´orica Intuitivo
1 Pr´atica Sensitivo 2 Imagem Visual 2 Textual Verbal 2 Audio´ Verbal
2 V´ıdeo com ´Audio Visual e Verbal 2 Video sem ´Audio Visual
3 Sequencial Sequencial 3 Global Global
Figura 4.2: Tela do prot´otipo respons´avel pela associa¸c˜ao de estilos de aprendizagem `as quest˜oes
A representa¸c˜ao visual de como o professor pode associar estilos de aprendizagem `as dicas ´e mostrada na Figura 4.3:
A partir do momento que uma dica est´a associada a uma quest˜ao, ela pode ser visu- alizada pelo aluno durante a resolu¸c˜ao do LSQuiz. Caso o aluno eventualmente acerte a quest˜ao ap´os visualizar a dica, seu estilo de aprendizado ´e atualizado de acordo com essa informa¸c˜ao, conforme descrito na se¸c˜ao 4.5.1. A Figura 4.4 mostra um exemplo de uma
Figura 4.3: Tela do prot´otipo respons´avel pela associa¸c˜ao de estilos de aprendizagem `as dicas de quest˜oes
dica sendo visualizada:
Ressalta-se que a funcionalidade dicas j´a faz parte da implementa¸c˜ao original do Mo- odle. Por´em, tanto o procedimento de classifica¸c˜ao de estilos de aprendizagem, como a atualiza¸c˜ao do estilo de aprendizagem do aluno a partir da visualiza¸c˜ao das dicas, s˜ao implementa¸c˜oes relativas e exclusivas ao LSQuiz.
4.5.3
Relat´orio dos Estilos de Aprendizagem dos Alunos
A partir da resolu¸c˜ao das quest˜oes e do acesso `as dicas (hints), ´e aplicada uma f´ormula que calcula o valor dos estilos de aprendizagem de cada estudante, para as dimens˜oes Sensitiva/Intuitiva, Visual/Verbal e Sequencial/Global. O estilo de aprendizagem em cada dimens˜ao ´e obtido a partir de duas vari´aveis: a primeira, indicando a propor¸c˜ao
5Especificamente, a dica indicada na figura refere-se ao v´ıdeo ”Descomplicando
a Matem´atica”, com o professor M´arcio Barbosa. Dispon´ıvel no Youtube, em: http://www.youtube.com/watch?v=5X8fJ3HGO-A. Acesso em Janeiro de 2014
4.5. Funcionalidades do Plugin LSQuiz 109
Figura 4.4: Visualiza¸c˜ao de uma dica associada a determinada quest˜ao.5
de quest˜oes respondidas corretamente em rela¸c˜ao ao total, considerando cada estilo; a segunda, a partir da quantidade de respostas corretas realizadas ap´os a consulta de uma dica de determinado estilo. A essas vari´aveis ´e atribu´ıdo um determinado peso, sendo o valor final convertido para a escala de -1 a 1. Este procedimento e a metodologia de c´alculo s˜ao descritos em detalhes no Cap´ıtulo 3 desta tese.
O relat´orio foi implementado de forma a listar os estilos de aprendizagem de todos os alunos matriculados na disciplina. Ressalta-se, por´em, que os estilos de aprendizagem s˜ao calculados considerando-se todo o hist´orico do aluno no sistema, (todos os LSQuiz respondidos em todos os cursos em que ele est´a ou esteve matriculado) e n˜ao apenas os resultados associados ao LSQuiz ou o curso atual.
A representa¸c˜ao visual dos estilos de aprendizagem dos alunos ocorre como mostrado na Figura 4.5, permitindo ao professor consultar de forma individual o perfil de cada um dos alunos:
4.5.4
Cria¸c˜ao e submiss˜ao de um question´ario inteligente
O question´ario tradicional do Moodle (Quiz) permite a cria¸c˜ao de um conjunto pr´e- definido de quest˜oes, que s˜ao disponibilizadas da mesma forma a cada um dos alunos. ´
E poss´ıvel ainda a configura¸c˜ao e cria¸c˜ao de question´arios aleat´orios, onde a cada quest˜ao ´e associado um conjunto (categoria) de quest˜oes, sendo que uma delas ´e sorteada ao aluno no momento em que o question´ario ´e acessado.
Figura 4.5: Relat´orio de visualiza¸c˜ao dos estilos de aprendizagem dos alunos
inteligente, onde sejam submetidos aos alunos as quest˜oes que mais se adequem aos seus estilos de aprendizagem. Para configurar um question´ario inteligente, o professor deve associar `as quest˜oes t´opicos, conforme indicado na Figura 4.6:
Figura 4.6: Associa¸c˜ao de t´opicos `as quest˜oes.
Para cada t´opico, o professor pode associar quest˜oes dos mais variados estilos de aprendizagem. Por exemplo, para o t´opico A, o professor pode associar duas quest˜oes, sendo uma verbal e a outra visual. J´a para o t´opico B o professor pode associar uma quest˜ao visual e te´orica e uma outra quest˜ao verbal e pr´atica, enquanto para o t´opico C uma quest˜ao sequencial, uma outra verbal e global e ainda uma terceira, pr´atica, visual e
4.5. Funcionalidades do Plugin LSQuiz 111
sequencial. A Tabela 4.4 ilustra a situa¸c˜ao descrita neste exemplo:
Tabela 4.4: Exemplo de constru¸c˜ao de um question´ario inteligente, composto por 3 t´opicos e 7 quest˜oes
Quest˜ao 1 Quest˜ao 2 Quest˜ao 3 T´opico A Verbal Visual -
T´opico B Visual Te´orica -
T´opico C Sequencial Verbal e Global Pr´atica, Visual e Sequencial
No momento em que o question´ario ´e acessado pelo aluno, para cada t´opico ´e seleci- onada automaticamente a quest˜ao que mais se adequa ao estilo de aprendizagem deste estudante. Assim, um determinado aluno ir´a, por exemplo, responder a quest˜ao 2 do t´opico A, a quest˜ao 1 do t´opico B e a quest˜ao 3 do t´opico C. Desta forma, apesar do pro- fessor ter cadastrado 7 quest˜oes no question´ario, cada estudante ir´a responder a apenas 3 delas, uma para cada um dos t´opicos associados.
4.5.5
Localiza¸c˜ao dos alunos atrav´es do mapa da classe
Para que o aluno possa informar sua localiza¸c˜ao, a primeira quest˜ao do LSQuiz deve ser do tipo Mapa da Classe. Esse tipo de quest˜ao permite ao professor configurar um template de sala de aula como figura de fundo, a partir de um conjunto pr´e-definido de imagens. Ao acessar a quest˜ao, o aluno visualiza essa imagem e tamb´em uma caixa com o seu nome, sendo que ele deve mover essa caixa at´e sua localiza¸c˜ao aproximada em sala de aula. Na Figura 4.7 essa situa¸c˜ao ´e ilustrada:
Conforme os alunos informam ao sistema sua localiza¸c˜ao, o professor tem a op¸c˜ao de visualizar, em tempo real, o local informado pelos estudantes. Nessa tela ainda ´e poss´ıvel visualizar a foto do aluno, bem como o seu nome de usu´ario, conforme ilustrado na Figura 4.8:
Figura 4.8: Visualiza¸c˜ao do Mapa da Classe.
Al´em da funcionalidade de visualiza¸c˜ao do mapa da classe, essa localiza¸c˜ao ´e utilizada no procedimento de solicita¸c˜ao de ajuda aos colegas, conforme descrito na se¸c˜ao a seguir.
4.5.6
Solicita¸c˜ao de Ajuda aos Colegas
A qualquer momento durante a resolu¸c˜ao de um LSQuiz, o aluno tem a op¸c˜ao de solicitar ajuda a algum colega. O sistema a partir disso identifica o aluno mais indicado para pres- tar esse aux´ılio, considerando tanto a afinidade entre os estudantes como sua localiza¸c˜ao em sala de aula. Esse procedimento, controlado por uma m´aquina de estados, ´e descrito em detalhes no Apˆendice D.
Como exemplo ilustrativo, considera-se a sala de aula da Figura 4.8, composta por 5 alunos. O aluno student s24, identificado pela imagem de Alan Turing, ao se deparar com uma d´uvida em uma quest˜ao pressionou o bot˜ao de solicita¸c˜ao de ajuda aos colegas. Ap´os isso o sistema identificou que o aluno mais pr´oximo e com maior afinidade dispon´ıvel para auxili´a-lo seria o aluno admin, representado pela imagem de Albert Einstein em seu perfil.
A partir disso, o aluno admin recebe uma mensagem em sua tela, informando sobre essa solicita¸c˜ao e solicitando seu aceite, conforme ilustrado na Figura 4.9:
4.6. Considera¸c˜oes Finais 113
Figura 4.9: Exemplo de solicita¸c˜ao e aceite de ajuda por um colega.
Uma vez que o aluno solicitado (nesse caso, o admin) aceita realizar o aux´ılio, ele ´e informado de que deve se dirigir para o local onde o aluno solicitante est´a. Al´em disso, torna-se habilitada a op¸c˜ao de qualifica¸c˜ao, onde ele pode informar se gostou ou n˜ao de ter ajudado o colega. Essa informa¸c˜ao ´e utilizada de forma a retroalimentar a afinidade entre os estudantes, atualizando assim o hist´orico dessas informa¸c˜oes.
Na figura 4.10 ´e ilustrado como ocorre esse procedimento:
Por sua vez, o aluno solicitante recebe uma mensagem indicativa de que o colega ir´a lhe ajudar, pedindo que ele aguarde um pouco at´e que o colega se dirija ao local. Ap´os isso, o aluno pode ainda qualificar o processo de ajuda, dado este que ser´a utilizado pelo sistema para atualizar a afinidade entre ambos os alunos.
Na Figura 4.11 ´e ilustrado com esse procedimento ocorre:
4.6
Considera¸c˜oes Finais
Este cap´ıtulo apresentou o prot´otipo funcional elaborado para testar a viabilidade e im- pactos educacionais da arquitetura proposta nesta tese. O prot´otipo foi desenvolvido em plataforma web, com suporte a html ao inv´es de c´odigo nativo dos dispositivos.
Desta forma, o prot´otipo funciona em qualquer dispositivo que tenha acesso `a internet por meio de navegadores (browsers). Assim, os testes foram planejados para utilizar dispositivos dos mais variados tamanhos, formatos de tela e tipos de intera¸c˜ao (como touch e pen-based), permitindo uma an´alise abrangente do seu impacto de uso no ambiente
Figura 4.10: Procedimento de indica¸c˜ao de localiza¸c˜ao do colega.
Figura 4.11: Aluno solicitante recebe a confirma¸c˜ao de que ir´a receber ajuda de um colega.
educacional.
Cap´ıtulo 5
Experimentos
Neste cap´ıtulo s˜ao apresentados e discutidos os experimentos utilizados para validar a AUSAA, apresentada no Cap´ıtulo 3. Os experimentos realizados podem ser agrupados em 3 categorias, conforme apresentado a seguir:
• Se¸c˜ao 5.1: Classifica¸c˜ao de Quest˜oes: Neste experimento foi desenvolvida e apli-
cada uma metodologia para a classifica¸c˜ao de quest˜oes conforme o modelo de Felder & Silverman (1988) [50].
• Se¸c˜oes 5.2: Valida¸c˜ao do prot´otipo do LSQuiz: Nestas se¸c˜oes ´e descrita a valida¸c˜ao do prot´otipo funcional da arquitetura, denominado LSQuiz (ver Cap´ıtulo 4).
• Se¸c˜ao 5.3: Experimento com Estilos de Aprendizagem: Nesta se¸c˜ao ´e descrito o experimento realizado no Instituto de F´ısica da universidade. Neste experimento as quest˜oes de ”pr´e-aula”da disciplina F´ısica Geral I foram classificadas de acordo com seus estilos de aprendizagem, sendo o prot´otipo do LSQuiz aplicado com o intuito de identificar os estilos de aprendizagem dos alunos a partir da an´alise das respostas fornecidas. Os dados finais foram validados comparando-se os estilos de aprendizagem obtidos pelo LSQuiz com os estilos de aprendizagem obtidos pela aplica¸c˜ao do question´ario online de Felder.
A partir dos dados obtidos neste experimento identificou-se que as quest˜oes da disciplina de F´ısica Geral I n˜ao s˜ao compat´ıveis com os estilos de aprendizagem dos alunos. Ainda, identificou-se que individualmente, o n´ıvel de precis˜ao no processo de identifica¸c˜ao dos estilos de aprendizagem pelo LSQuiz n˜ao ´e melhor do que random, ou seja, n˜ao ´e poss´ıvel inferir individualmente os estilos de aprendizagem dos alunos a partir de seu desempenho nas quest˜oes.
Estes resultados levaram `a modelagem de um novo experimento, criado para iden-