Estudo e desenvolvimento de um sistema de gestão de aprendizagem com suporte para tecnologias móveis

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Estudo e desenvolvimento de um sistema de

gest˜

ao de aprendizagem com suporte para

tecnologias m´

oveis

Por

Ant´onio Fernando Capela

Orientador: Doutor Manuel Jos´e Cabral dos Santos Reis

Co-orientador: Doutor Emanuel Soares Peres Correia

Tese submetida `a

UNIVERSIDADE DE TR ´AS-OS-MONTES E ALTO DOURO para obten¸c˜ao do grau de

MESTRE

em Comunica¸c˜ao e Multim´edia, de acordo com o disposto no

Regulamento Geral dos Ciclos de Estudo Conducentes ao Grau de Mestre na UTAD DR, 2.a

s´erie – N.o

133 – Regulamento n.o

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Estudo e desenvolvimento de um sistema de

gest˜

ao de aprendizagem com suporte para

tecnologias m´

oveis

Por

Ant´onio Fernando Capela

Orientador: Doutor Manuel Jos´e Cabral dos Santos Reis

Co-orientador: Doutor Emanuel Soares Peres Correia

Tese submetida `a

UNIVERSIDADE DE TR ´AS-OS-MONTES E ALTO DOURO para obten¸c˜ao do grau de

MESTRE

em Comunica¸c˜ao e Multim´edia, de acordo com o disposto no

Regulamento Geral dos Ciclos de Estudo Conducentes ao Grau de Mestre na UTAD DR, 2.a

s´erie – N.o

133 – Regulamento n.o

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Orienta¸c˜ao Cient´ıfica :

Doutor Manuel Jos´e Cabral dos Santos Reis

Professor Associado c/ Agrega¸c˜ao do

Departamento de Engenharias da Escola de Ciˆencias e Tecnologia Universidade de Tr´as-os-Montes e Alto Douro

Doutor Emanuel Soares Peres Correia

Professor Auxiliar do

Departamento de Engenharias da Escola de Ciˆencias e Tecnologia Universidade de Tr´as-os-Montes e Alto Douro

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Estudo e desenvolvimento de um sistema de gest˜ao de aprendizagem

com suporte para tecnologias m´oveis

Ant´onio Fernando Capela

Submetido na Universidade de Tr´as-os-Montes e Alto Douro para o preenchimento dos requisitos parciais para obten¸c˜ao do grau de

Mestre em Comunica¸c˜ao e Multim´edia

Resumo –

A necessidade da utiliza¸cão de tecnologias no ensino tradicional (presencial) é cada vez mais recorrente na nossa sociedade. A prolifera¸cão da Internet e dos dispositivos móveis permitem apresentar solu¸cões, não só para as limita¸cões do ensino presen-cial, como também uma poss´ıvel evolu¸cão nos modelos, métodos e metodologias de ensino. Estas tecnologias podem ser utilizadas por variad´ıssimas faixas etárias e estados sócio-económicos, devido à facilidade da sua aquisi¸cão e utiliza¸cão. A possi-bilidade de análises detalhadas de dados em tempo real, da inexistência da limita¸cão espa¸co-temporal, da facilidade no acesso à informa¸cão e da sua capacidade de in-teratividade, permite-nos afirmar que as tecnologias de informa¸cão e comunica¸cão (TIC) constituem uma presen¸ca essencial no ensino.

O e-learning, ou ensino eletrónico, é um dos métodos de ensino com base na uti-liza¸cão das TIC, apresentando diversas vantagens e algumas desvantagens, como a necessidade de adapta¸cão de todos os seus intervenientes. O b-learning ou apren-dizagem mista, permite a combina¸cão de elementos de ensino presencial com os do e-learning, permitindo uma menor “curva de aprendizagem”. O m-learning ou mo-bile learning oferece a possibilidade de o aluno poder aprender a qualquer hora e em qualquer lugar, recorrendo a dispositivos computacionais móveis (telefones, tablets, etc.). Estes modelos e metodologias de ensino, que recorrem à utiliza¸cão sistemática destas tecnologias, são geralmente suportados por um LMS (Learning Manegement System). Estes sistemas permitem diversos modos de utiliza¸cão, enquadrados com os métodos apresentados anteriormente. Estes permitem uma maior eficácia no ensino, pois o Docente ou Formador tem acesso a todo um histórico de informa¸cão de um aluno ou formando de uma forma simplificada, permitindo assim verificar e avaliar a eficácia dos seus métodos de ensino. Os conteúdos, exerc´ıcios, testes, etc., estão permanentemente dispon´ıveis na Internet, eliminando por completo as limita¸cões presentes, neste caso, no ensino tradicional/presencial. Estas tecnologias permitem igualmente um maior dinamismo e intera¸cão com os conteúdos, atraindo e retendo muito mais facilmente a aten¸cão dos seus utilizadores. Todas estas vantagens podem aumentar a eficiência do ensino e da aprendizagem.

Estes sistemas devem ser de fácil utiliza¸cão e intera¸cão, possuindo interfaces intui-tivas, procurando, simultaneamente, diminuir a um valor m´ınimo a necessidade de

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necessitar de licenciamento, tal como o Moodle (LMS mais utilizado em Portugal), necessita de conhecimentos técnicos para a sua adapta¸cão, quando conjugado com a falta de suporte, poderá levar a custos adicionais para as Institui¸cões. A segunda op¸cão, comercial, tal como o BlackBoard (LMS predileto de Universidades em ter-ritório nacional) necessita da compra de licen¸cas, apresentando de imediato custos na sua implementa¸cão.

Apesar das diversas solu¸cões tecnológicas existentes conseguirem colmatar grande parte das limita¸cões do ensino tradicional, estas não permitem, na maior parte dos casos, uma utiliza¸cão intuitiva, eficaz e mais próxima da realidade do ensino em Portugal.

Neste contexto, neste trabalho ´e apresentado um prot´otipo de uma plataforma, de nome PLATINA, dispon´ıvel em http://platina.utad.pt, com as seguintes funci-onalidades e potencialidades:

• gest˜ao de uma escola e do seu respetivo agrupamento; • gest˜ao interna da escola (turmas, disciplinas, etc.);

• gest˜ao do corpo docente, administrativo e discente, com os seus respetivos registos e credenciais;

• gestão e disponibiliza¸cão de exerc´ıcios e jogos educativos, bem como informa¸cões essenciais sobre a resolu¸cão dos mesmos (tempo de resolu¸cão, número de ten-tativas, etc.);

• gestão do histórico das atividades dos utilizadores do sistema; • utiliza¸cão do sistema em diversas plataformas;

• com suporte para tecnologias m´oveis.

A plataforma aqui apresentada assegura a disponibiliza¸cão de todos os recursos, etapas e métodos, para que a distribui¸cão de exerc´ıcios seja realizada de uma forma organizada, eficiente lógica e segura.

Os testes efetuados `a plataforma, embora meramente te´oricos/laboratoriais, permitem-nos concluir que esta reage de acordo com o previsto.

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Study and development of a learning management system with

support for mobile technologies

Ant´onio Fernando Capela

Submitted to the University of Tr´as-os-Montes e Alto Douro in partial fulfillment of the requirements for the degree of

Master of Science in Communication and Multimedia

Abstract –

The need to use technology in the traditional teaching method (classroom teaching) is recurrent in our society. The proliferation of the Internet and mobile devices allow us to present solutions, not only for the classroom teaching, but also as a possible evolution in the models, methods and methodologies of teaching. These technologies can be used by a wide range of age groups and socioeconomic status, due to the ease of purchase and use. The possibility of detailed data analysis in real time, the non-existence of space-time limitations, the ease of access to information and is interactive capability, allow us to state that the Information Technologies (IT) are an essential presence in teaching.

E-learning, is one of the teaching methods based on IT, presenting several advanta-ges and some disadvantaadvanta-ges, such as the need for adaptation of its users. B-learning or mixed learning, allows the combination of classroom teaching methods elements with those of e-learning, allowing for a smaller “learning curve”. M-learning or mo-bile learning offers the possibility to the student to learn anytime and anywhere, with the help of mobile devices (cell phones, tablets, etc.). A Learning Management System (LMS) generally supports these models and teaching methods, which depend on technologies. These systems allow various utilization modes, in accordance with the methods presented above. These allow greater efficiency in teaching, since the teacher has access to a whole history of the student data in a simple way, allowing verifying and evaluating the effectiveness of their teaching methods. The contents, exercises, tests, etc., are always available on the Internet, nullifying the classroom teaching limitations. These technologies also allow greater dynamism and content interaction, attracting and retaining more easily the user attention. All these ad-vantages can increase the learning and teaching efficiency.

These systems should be easy to use and interact with, having an intuitive interface, and reducing to a minimum the need for specific training. For such, the market has a wide range of possibilities and solutions, which may be freeware or commercial. These two options have both advantages and disadvantages. The first one (freeware),

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such as Blackboard (Portuguese universities’ favorite LMS) requires the purchase of licenses, giving immediate costs for implementation.

In spite of the fact that several technological solutions exits to overcomer most of the limitations of classroom teaching, they do not allow, in most cases, an intuitive, effective and close to the reality of teaching in Portugal.

In this context, this work presents a prototype of a platform, named PLATINA, available at http://platina.utad.pt, with the following functionalities and potentia-lities:

• management of a school and its respective grouping; • internal school management (classes, disciplines, etc.);

• management of teachers, administration and students, with their respective records and credentials;

• management and availability of exercises and educational games, as well as essential information about their solution (solution time, number of attempts, etc.);

• activity history management of users of the system; • use of the system in different platforms;

• support for mobile technologies.

The system presented here ensures the availability of all resources, stages and methods, so that the distribution of exercises is carried out in an organized, effi-cient and safe way.

The tests carried out on the system, although merely theoretical/laboratorial, allow us to conclude that the platform reacts as planned.

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Agradecimentos

A presente disserta¸c˜ao resulta de um muito forte incentivo dos orientadores Prof. Manuel Cabral e Prof. Emanuel Peres, da Universidade de Tr´as-os-Montes e Alto Douro (UTAD).

Tenho ainda o dever de atribuir um agradecimento especial a todos os que con-tribu´ıram para este trabalho. Aqueles que colaboraram diretamente na realiza¸cão desta disserta¸cão, e aos que contribu´ıram, ainda que de uma forma indireta, para que conclu´ısse este trabalho. Um grande obrigado, tanto pela disponibilidade, aux´ılio, troca de impressões, ou somente para ouvirem as minhas dúvidas e questões. Um agradecimento final à restante fam´ılia, aos colegas e demais amigos! Obrigado!

UTAD, Vila Real Ant´onio Capela

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(13)

´Indice geral

Resumo vii

Abstract ix

Agradecimentos xi

´Indice de tabelas xvii

´Indice de figuras xix

Gloss´ario, acr´onimos e abreviaturas xxi

1 Introdu¸cão 1 1.1 Motiva¸cão e enquadramento . . . 1 1.2 Objetivos . . . 4 1.3 Organiza¸cão da disserta¸cão. . . 5 2 Estado da Arte 7 2.1 Ensino à distância. . . 8 2.1.1 Enquadramento histórico . . . 8 2.1.2 Defini¸cões e conceitos . . . 8

2.1.3 Ensino eletr´onico (e-learning) . . . 9

2.1.4 B-learning . . . 13

2.1.5 M-learning . . . 14 xiii

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2.3 Objeto de aprendizagem . . . 23

2.4 Normaliza¸c˜ao de metadados para e-learning . . . 24

2.5 Normaliza¸c˜ao dos conte´udos de e-learning . . . 25

2.5.1 AICC . . . 25

2.5.2 IMS . . . 26

2.6 SCORM . . . 27

2.6.1 Content Aggregation Model (CAM) . . . 29

2.6.2 Run-Time Environment (RTE) . . . 29

2.6.3 Sequencing and Navigation (SN) . . . 30

2.7 Tecnologias no ensino . . . 30

2.7.1 Realidade aumentada . . . 30

2.7.2 Dispositivos m´oveis . . . 34

2.7.3 Plataformas multim´edia interativas . . . 35

2.8 Arquitetura MVC (Model-View-Controller) . . . 37 2.9 Frameworks . . . 38 2.9.1 Frameworks PHP . . . 39 2.9.2 Zend Framework 2 . . . 40 2.9.3 Outras frameworks . . . 43 2.10 Conclusão . . . 44 3 Especifica¸cão da aplica¸cão 47 3.1 Estrutura organizacional t´ıpica de um agrupamento escolar . . . 47

3.2 Especifica¸c˜ao da aplica¸c˜ao . . . 48

3.2.1 Diagramas de Casos de Uso . . . 49

3.2.2 Desenvolvimento da identidade visual — Design . . . 55

3.2.3 Conceitos de interface com o utilizador — Web Design . . . . 57

3.3 Ambiente de desenvolvimento . . . 62

3.3.1 M´aquina virtual . . . 62

3.3.2 Ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) . . . 63

3.3.3 Zend framework 2 . . . 64

4 Testes e Resultados 67 4.1 Testes . . . 67

4.2 Resultados . . . 69 xiv

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5 Conclus˜oes e trabalho futuro 73

5.1 Conclus˜oes . . . 73

5.2 Trabalho futuro . . . 75

Referˆencias bibliogr´aficas 77

(16)

(17)

´Indice de tabelas

2.1 Estudo comparativo das principais funcionalidades existentes nos LMS, do ponto de vista do aluno. . . 19

2.2 Estudo comparativo das principais ferramentas e funcionalidades exis-tentes nos LMS, disponibilizadas aos docentes e administradores.. . . 20

2.3 Estudo comparativo das principais especifica¸c˜oes t´ecnicas existentes nos LMS. . . 21

2.4 Diferen¸cas nas frequências de utiliza¸cão das funcionalidades do Moo-dle e do Blackboard por estudantes utilizadores destes dois sistemas (os valores médios da escala de frequência de 1 (muitas vezes) a 4 (nunca)).. . . 21

2.5 Estudo comparativo das principais carater´ısticas existentes nas fra-meworks PHP, com o objetivo de aumentar a eficiência na cria¸cão de aplica¸cões web. . . 41

2.6 Estudo comparativo das principais carater´ısticas existentes nas fra-meworks baseadas em diferentes linguagens de programa¸c˜ao. . . 44

4.1 Resumo dos totais de turmas e alunos por ano letivo. . . 68

4.2 Resumo dos grupos de alunos criados para as turmas do 1.o _CEB. _{. . 69}

(18)

(19)

´Indice de figuras

2.1 Realidade aumentada recorrendo `a t´ecnica monitor-based (adaptado

de Vallino (1998)). . . 33

2.2 Realidade aumentada recorrendo `a t´ecnica video see-through (adap-tado de Vallino (1998)). . . 33

2.3 Realidade aumentada recorrendo `a t´ecnica optical see-through (adap-tado de Vallino (1998)). . . 33

2.4 Realidade aumentada recorrendo `a t´ecnica projector-based (adaptado de Krempien et al. (2008)).. . . 33

2.5 Modelo MVC apresentado por (Edward e Paul, 2008).. . . 38

3.1 Rela¸c˜oes globais entre os diferentes atores e principais funcionalidades do sistema. . . 51

3.2 Auntentica¸c˜ao. . . 52

3.3 Elemento qu´ımico Platina (Pt). . . 56

3.4 Representa¸c˜ao 3D do elemento qu´ımico Platina (Pt). . . 56

3.5 Log´otipo final PLATINA. . . 57

3.6 Mockup do ´ecran de entrada no sistema. . . 59

3.7 Mockup do ´ecran principal para o administrador do sistema. . . 60

3.8 Mockup do ´ecran principal para acesso `as estat´ısticas globais da escola. 60 xix

(20)

4.1 Print screen do formul´ario para cria¸c˜ao de turma. . . 69

4.2 Print screen da listagem de utilizadores. . . 70

4.3 Print screen do gr´afico de m´edia dos resultados de diferentes exerc´ıcios em diferentes turmas. . . 71

4.4 Print screen do gr´afico de resultados dos diferentes exerc´ıcios por aluno. 71

4.5 Print screen do gr´afico de resultados de diferentes exerc´ıcios por di-ferentes grupos numa turma. . . 72

(21)

Gloss´

ario, acr´

onimos e

abreviaturas

Lista de acr´

onimos

Sigla Expans˜ao

ADL Advanced Distributed Learning AICC Aviation Industry CBT Committee API Application Programming Interface

ARIADNE Alliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Networks for Europe

ASP Active Server Pages

BBC British Broadcasting Corporation b-learning blended-learning

CAM Content Agregation Model CBT Computer Based Training CC Common Cartridge CEB Ciclo do Ensino B´asico

CLE Collaboration and Learning Environment COM Component Object Model

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DRY Don’t Repeat Yourself e-learning electronic-learning

GPS Global Positioning System HMD Head Mounted Display HTML HyperText Markup Language HTTP Hypertext Transfer Protocol

IDE Integrated Development Environment

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IMAP Internet Message Access Protocol

IMS Instructional Managements Systems ISO Internacional Standard Organization JSP JavaServer Pages

LDAP Lightweight Directory Access Protocol LMS Learning Management System

LO Learning Object

LOM Learning Object Metadata

LTSC Learning Technology Standards Committee m-learning mobile-learning

Moodle Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment MVC Model-View-Controller

NEE Necessidades Educativas Especiais NNTP Network News Transfer Protocol OA Objeto de Aprendizagem

OAE Open Academic Environment PHP Hypertext Preprocessor POP3 Post Office Protocol

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Sigla Expans˜ao

RTE Run-Time Environment SAAS Software as a Service

SCORM Sharable Content Object Reference Model SMART System of Augmented Reality for Teaching SN Sequencing and Navigation

SNMP Simple Network Management Protocol TIC Tecnologias de Informa¸c˜ao e Comunica¸c˜ao UI em User Interface

URL Uniform Resource Locator WBT Web Based Training

XML Extensible Markup Language

Lista de abreviaturas

Abreviatura Significado(s) e.g. por exemplo et al. e outros (autores) i.e. isto ´e, por conseguinte etc. etecetera, outros

(24)

(25)

1

Introdu¸c˜

ao

O presente cap´ıtulo divide-se em três partes. Na primeira parte procuramos fazer um enquadramento do tema aqui proposto, bem como apresentar os motivos que nos levaram à escolha desta área de trabalho. Na segunda parte são descritos os objetivos que pretendemos alcan¸car com o desenvolvimento deste trabalho e procurando dar respostas a algumas das necessidades encontradas na primeira seçcão. Na terceira parte é descrita a organiza¸cão deste documento, com o principal objetivo de melhor elucidar e localizar os assuntos tratados.

1.1 Motiva¸c˜

ao e enquadramento

As Tecnologias de Informa¸cão e Comunica¸cão (TIC) apresentam-se como uma in-fraestrutura sólida para suportar a evolu¸cão nos e dos métodos de ensino. No seu contexto educativo, a Internet permite o acesso à informa¸cão, a sua publica¸cão e a sua difusão, permitindo também uma elevada intera¸cão. No caso particular do Ensino da Matemática e do Português, a quantidade, qualidade e adaptabilidade de recursos dispon´ıveis em l´ıngua Portuguesa são pouco abonatórios, em particular quando se trata de crian¸cas com Necessidades Educativas Especiais (NEE) e no caso do 1o _{e 2}o _{ciclos do ensino básico. Estas desvantagens podem ser, em grande parte,}

(26)

solucionadas, ou pelo menos minimizadas, recorrendo `a utiliza¸c˜ao destas mesmas tecnologias.

Apesar do sucesso apresentado pelo ensino presencial ou tradicional, são constatadas algumas desvantagens. Os alunos têm, obrigatoriamente, de marcar presen¸ca nas diversas sessões apresentadas pelos diferentes docentes, existindo assim, uma des-loca¸cão, de ambos, para um determinado espa¸co f´ısico (sala de aula); esta desloca¸cão é determinada por um horário definido e por conseguinte limitado. Na maioria dos casos, os conteúdos apresentados numa sala de aula não são interativos, podendo levar à falta de concentra¸cão, de interesse e de envolvimento por parte dos alunos. O ensino que tenha por base a utiliza¸cão das TIC é muitas vezes designado por e-learning, electronic-learning, ou ensino eletrónico. Este facilita o acesso à in-forma¸cão, servi¸cos e recursos, permitindo não só uma interatividade entre forman-dos e formadores, mas também com o próprio conteúdo. A transmissão de conteúdos através da Internet possibilita as atualiza¸cões em tempo real, fazendo com que os alunos possam aceder aos conteúdos mais atuais, sendo que as limita¸cões espácio-temporais, presentes no ensino tradicional, são abolidas.

Apesar das diversas vantagens, o e-learning poderá levar a algum desconforto de-vido, essencialmente, à necessidade de adapta¸cão. Para que estas limita¸cões sejam anuladas, criando uma adapta¸cão gradual e simplificada, a utiliza¸cão de b-learning apresenta-se como uma alternativa. O b-learning, blended learning, ou aprendizagem mista, combina os elementos do ensino presencial com os recursos disponibilizados pelo e-learning. Consequentemente, o b-learning garante uma combina¸cão das van-tagens apresentadas no e-learning com as diversas vanvan-tagens do ensino tradicional ou presencial.

Adicionalmente, o objetivo do m-learning, mobile learning, é fornecer ao aluno a pos-sibilidade de aprender em qualquer hora em qualquer lugar (anytime & anywhere). Contudo, o termo m-learning pode possuir diferentes significados. Pelo que foi dito anteriormente, está intimamente relacionado com o e-leraning, tecnologia educativa e educa¸cão à distância, mas é distinto no seu foco de aprendizagem contextualizada e recorrendo a dispositivos móveis.

(27)

1.1. MOTIVAC¸ ˜AO E ENQUADRAMENTO 3

Por outro lado, podemos definir um Learning Management System (LMS) ou sistema de gestão de aprendizagem como uma aplica¸cão ou conjunto de aplica¸cões disponibi-lizadas na web que permitem a gestão dos processos de aprendizagem. Este sistema permite modos distintos de utiliza¸cão, enquadrados nos diferentes modelos de ensino baseados na Internet e apresentados anteriormente.

O ensino com base na tecnologia visa eliminar os limites do ensino presencial ou tradicional, apresentados anteriormente, tais como os limites geográfico e temporal, permitindo que o aluno possa ter uma maior liberdade, sem que a sua disponibilidade ou ritmo de aprendizagem afete a sua evolu¸cão académica.

A utiliza¸cão de LMS no ensino, entre diversas vantagens, permite uma maior eficácia e organiza¸cão, pois o formador tem acesso a todo o histórico de aprendizagem do formando, podendo assim avaliar a eficácia da aprendizagem, definindo solu¸cões mais eficientes e indicadas para cada aluno. Todos os conteúdos estão permanen-temente dispon´ıveis na Internet, sendo que as limita¸cões dos formandos no acesso à informa¸cão são quase nulas. A atualiza¸cão da informa¸cão pode ser realizada de uma forma rápida e simples, fazendo com que os docentes possam introduzir, alte-rar ou corrigir as informa¸cões e os conteúdos via web. Os conteúdos disponibilizados podem ser dinâmicos, incluindo anima¸cões, áudio e v´ıdeo, formulários interativos, entre outros. O facto da distribui¸cão de conteúdos ser efetuada por meios digitais permite uma redu¸cão substancial dos custos, não só por parte dos formadores e for-mandos como para a própria institui¸cão de ensino. Estas carater´ısticas e vantagens dos LMS e do ensino eletrónico, permitem afirmar que podem aumentar a eficiência na aprendizagem.

Tratando-se de ferramentas que devem ser usadas tanto por professores como por alunos, e mesmo por pais (ou encarregados de educa¸cão), na génese da sua conce¸cão, devemos ter presente que devem ser ferramentas extremamente fáceis de utilizar e de interagir. Pretendemos dizer com isto que idealmente estas ferramentas deve-riam possuir interfaces intuitivas e ser utilizáveis por pessoas sem a necessidade de forma¸cão espec´ıfica para o efeito. Contudo, como procuraremos mostrar posterior-mente neste trabalho, embora as ferramentas dispon´ıveis (tanto de acesso gratuito

(28)

como pago) possam ser adaptadas às necessidades encontradas nas escolas portugue-sas (e a n´ıvel internacional), nem sempre essa adapta¸cão é simples, nem tão pouco a intera¸cão com tais ferramentas é intuitiva.

O interesse pelo tema da disserta¸cão, bem como a importância do desenvolvimento de técnicas de ensino para a evolu¸cão da educa¸cão e aprendizagem de jovens alu-nos, permite considerar a importância da elabora¸cão de um sistema de gestão de aprendizagem simples, intuitivo e eficaz, procurando assim contribuir para melhorar o sucesso escolar.

1.2 Objetivos

Esta disserta¸cão visa o estudo, conce¸cão e desenvolvimento de um sistema de gestão de aprendizagem com suporte para tecnologias móveis, permitindo, não só um apoio ao docente no seu processo de ensino e avalia¸cão, bem como uma poss´ıvel melhoria no sucesso escolar dos alunos.

O sistema dever´a incorporar diversas funcionalidades, tais como:

• gest˜ao de uma escola e seu respetivo agrupamento;

• gest˜ao interna da escola (turmas, disciplinas);

• gest˜ao do corpo docente, administrativo e discente, com os seus respetivos registos e credenciais;

• gestão e disponibiliza¸cão de exerc´ıcios e jogos educativos, bem como informa¸cões essenciais sobre a resolu¸cão dos mesmos (tempo de resolu¸cão, número de ten-tativas, etc.);

• gest˜ao do hist´orico das atividades dos utilizadores do sistema;

(29)

1.3. ORGANIZAÇ ÃO DA DISSERTAÇ ÃO 5

O sistema deverá assegurar a disponibiliza¸cão de todos os recursos, etapas e métodos, para que a distribui¸cão de exerc´ıcios seja realizada de uma forma organizada, efici-ente lógica e segura.

Adicionalmente, com esta disserta¸c˜ao pretende contribuir-se, ainda que de uma forma mais indireta, para a resolu¸c˜ao de problemas em duas classes distintas:

• por um lado para a dissemina¸cão e partilha de recursos educativos, em particu-lar os intimamente relacionados com o ensino da matemática e do Português, tendo sempre por base de utiliza¸cão a Internet;

• por outro, para o desenvolvimento de aplica¸cões mais “amigáveis” do ponto de vista do utilizador comum, procurando eliminar-se as necessárias no¸cões de programa¸cão que atualmente são exigidas pelas aplica¸cões existentes.

O nosso trabalho pretende diferenciar-se dos existentes criando numa só aplica¸cão todas estas funcionalidades, ao contrário do existente, levando a um menor esfor¸co por parte do utilizador para atingir os seus objetivos e criando assim uma aplica¸cão simples e de rápida aprendizagem para a sua utiliza¸cão, sem ser necessário possuir quaisquer conhecimentos de programa¸cão.

1.3 Organiza¸c˜

ao da disserta¸c˜

ao

Esta disserta¸c˜ao est´a organizada em 5 cap´ıtulos distintos.

O segundo cap´ıtulo “Estado da Arte” está dividido em 10 partes. Neste cap´ıtulo apresentam-se alguns dos conceitos, defini¸cões e tecnologias que podem e têm vindo a ser usados em contextos educativos, nomeadamente no ensino à distância. Procura-se ainda extrair as principais caracter´ısticas e funcionalidades a que os sistemas e tecnologias utilizadas neste contexto devem obedecer para melhor auxiliarem nos processos ensino-aprendizagem.

(30)

planifica¸cão da aplica¸cão. Assim sendo, apresentam-se análises dos poss´ıveis interve-nientes do sistema, planifica¸cão de mecanismo e funcionalidades para a intera¸cão des-tes mesmo interveniendes-tes com a aplica¸cão e uma identidade visual para a aplica¸cão. Este cap´ıtulo demonstra assim todo o processo realizado e necessário para a cria¸cão de um sistema de informa¸cão.

O quarto cap´ıtulo “Teste e Resultados”, permite uma visão mais próxima da rea-lidade do funcionamento da aplica¸cão. Ou seja, a aplica¸cão foi testada exaustiva-mente com dados fict´ıcios, muito similares à nossa realidade, para assim verificarmos o “comportamento” da aplica¸cão criada. Estes dados permite-nos uma análise dos dados recolhidos, verificando se a aplica¸cão compre realmente com os requisitos pres-supostos.

Por último, e não menos importante, o quinto cap´ıtulo, permite uma introspe¸cão sobre todo o trabalho desenvolvido no âmbito da Disserta¸cão. Este, apresenta uma análise sobre as necessidades e as possibilidades existentes no ensino, apresentando, igualmente, os poss´ıveis desenvolvimentos futuros da aplica¸cão, para não só tornar esta aplica¸cão mais uma ferramenta de apoio ao ensino, mas sim uma ferramenta para a melhoria do ensino.

(31)

2

Estado da Arte

O ensino tradicional ou presencial apresenta limita¸cões espa¸co-temporais, podendo ser ultrapassadas através de diversas tecnologias existentes e emergentes na nossa sociedade. Diversos conceitos para o ensino à distância (e-learning, b-learning, m-learning), com base na Internet através de diversos sistemas (LMS), com recurso a diversas tecnologias de implementa¸cão e normaliza¸cão (SCORM, OA, etc.), bem como outras tecnologias para poder facilitar o processo de aprendizagem (realidade aumentada, dispositivos móveis, etc.), permitem solucionar algumas limita¸cões exis-tentes no ensino presencial, disponibilizando, não só ferramentas tecnológicas no apoio ao ensino, como também solu¸cões para a evolu¸cão do ensino e consequente-mente a melhoria de resultados dos alunos.

Neste cap´ıtulo apresentam-se alguns dos conceitos, defini¸cões e tecnologias que po-dem e têm vindo a ser usados em contextos educativos, nomeadamente no ensino à distância. Procura-se ainda extrair aqui as principais caracter´ısticas e funciona-lidades a que os sistemas e tecnologias devem obedecer para melhor auxiliarem no processo ensino-aprendizagem.

(32)

2.1 Ensino `

a distˆ

ancia

2.1.1 Enquadramento hist´

orico

O ensino à distância, em meados do século XIX, era definido pela troca de in-forma¸cões através de correspondência, em suporte de papel, entre alunos, professo-res e institui¸cões (de Carvalho, 2001). Este método resumia-se à troca de dúvidas ou conteúdos de estudo. Contudo, o tempo necessário para este mesmo processo era muito elevado, sendo que a sua fiabilidade era duvidosa por falta de contacto direto entre os seus intervenientes. Posteriormente, nos Estados Unidos (1890), foi criada a Internacional Correspondence School, sendo a primeira organiza¸cão para o ensino à distância com base na correspondência. Com a evolu¸cão tecnológica, rádio, telefone e televisão, o ensino à distância teve um progresso significativo. Um dos grandes marcos consistiu na cria¸cão da Open University, Inglaterra (1969), onde a utiliza¸cão das tecnologias para apoio à educa¸cão era relevante, como, por exemplo, a demonstra¸cão de exerc´ıcios práticos através de v´ıdeo. Outro fator importante era o reconhecimento profissional dos seus alunos, sendo que o número de aderentes a este método de ensino multiplicou-se, abrangendo vários pa´ıses. Este crescimento era baseado em motiva¸cões económicas e pol´ıticas, pois permitia um maior número de alunos formados, independentemente da sua localiza¸cão geográfica, com uma eficiência económica considerável. Este método não só foi adotado por Universida-des tradicionais, como também por empresas, oferecendo várias forma¸cões aos seus funcionários. Com a evolu¸cão exponencial da tecnologia, as Universidades Aber-tas come¸caram a utilizar as tecnologias de informa¸cão e comunica¸cão (em particular através de computadores e da utiliza¸cão da Internet), criando assim os primeiros contactos do ensino à distancia através da Internet.

2.1.2 Defini¸c˜

oes e conceitos

O ensino presencial ou tradicional é definido por uma difusão de conhecimentos através de um docente para um conjunto de alunos, localizados num determinado

(33)

2.1. ENSINO `A DISTˆANCIA 9

espa¸co geográfico e temporal (de Lima Sobral, 2008). Apesar do sucesso apresen-tado por este método de ensino, também são constatadas algumas desvantagens. Os alunos têm, obrigatoriamente, de marcar presen¸ca nas diversas sessões apresen-tadas pelos diferentes docentes, existindo assim, uma desloca¸cão, por ambos, para um determinado espa¸co f´ısico (sala de aula), esta desloca¸cão é determinada por um horário definido, e por conseguinte limitado. Na maioria dos casos, os conteúdos apresentados numa sala de aula não são interativos, podendo levar a uma falta de concentra¸cão, de interesse e de envolvimento nos alunos.

A Internet apresenta-se como uma infra-estrutura sólida para suportar a evolu¸cão nos métodos de ensino. No seu contexto educativo permite o acesso à informa¸cão, publica¸cão e sua difusão, permitindo também uma elevada intera¸cão. Estas cara-ter´ısticas são, em grande parte, as solu¸cões para as diferentes desvantagens apresen-tados no ensino presencial. O ensino à distância visa eliminar os limites apresenta-dos anteriormente, tais como o limite geográfico e o limite temporal, permitindo que um aluno possa ter uma maior liberdade, sem que a sua disponibilidade ou ritmo de aprendizagem afete a sua evolu¸cão académica. de Carvalho (2001) define este mesmo aluno à distância, como “alguém fisicamente separado do professor, com um processo de aprendizagem planeado e guiado participando num processo bidirecional estruturado do Ensino. O aluno é caraterizado pela sua autonomia e independência, de tal forma que se ajuste a uma situa¸cão de maior responsabilidade, capacidade de usar efetivamente os meios e métodos disponibilizados e adequa¸cão às particula-ridades culturais, sociais e individuais exigidas.” A utiliza¸cão destas metodologias de ensino à distância são questionadas pelos docentes, pelo facto de permitirem ou não, a mesma eficiência do ensino presencial. Diversos trabalhos de investiga¸cão (de Lima Sobral, 2008; Gomes et al., 2011) demonstram que o ensino à distância é igualmente eficiente, por vezes superior, quando comparado com o ensino tradicio-nal.

2.1.3 Ensino eletr´

onico (e-learning)

A implementa¸cão do ensino à distancia pode ser realizada através de diferentes mo-delos de forma¸cão baseados na Internet. O e-learning representa uma metodologia

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mais flex´ıvel, tendo em conta a sociedade e as diversas tecnologias existentes. O e-learnig electronic learning ou ensino eletrónico, pode ser definido como qualquer ensino que tenha por base a utiliza¸cão de tecnologia. Esta defini¸cão é amb´ıgua, pois, existem enumeras vertentes de utiliza¸cão das tecnologias na educa¸cão, levando assim a erros de comunica¸cão. Sendo assim, “o e-learning está intrinsecamente associado à Internet e ao servi¸co WWW, pelo potencial da´ı decorrente em termos de facilidade de acesso à informa¸cão independentemente do momento temporal e do espa¸co f´ısico, pela facilidade de rápida publica¸cão, distribui¸cão e atualiza¸cão de conteúdos, pela diversidade de ferramentas e servi¸cos de comunica¸cão e colabora¸cão entre todos os intervenientes no processo de ensino-aprendizagem e pela possibilidade de desenvol-vimento de hipermédia colaborativos de suporte à aprendizagem. Exclu´ımos assim as defini¸cões que, com base no ‘e’, defendem que qualquer utiliza¸cão de tecnologias para apoiar a aprendizagem é ‘e- learning’ ” (Gomes et al., 2011). Contudo, nem toda a utiliza¸cão dos servi¸cos dispon´ıveis na Internet para fins educativos pode ser considerado como e-learning, como por exemplo, se um aluno efetuar uma pesquisa num motor de busca (dispon´ıvel na Internet), não constitui, no seu todo, o conceito de e-learning. Assim sendo, o e-leaning pode ser considerado como um método que tem por base a utiliza¸cão de tecnologias multimédia através da Internet, permitindo uma melhoria na aprendizagem, facilitando o acesso à informa¸cão, servi¸cos e recur-sos, existindo não só uma interatividade entre formandos e formadores, mas também com o próprio conteúdo, criando assim uma colabora¸cão à distância. O e-learning permite uma forma¸cão s´ıncrona, possibilitando uma comunica¸cão e interatividade em tempo real, através de chats, v´ıdeo conferência, entre outros, e ass´ıncrona, onde a intera¸cão entre formando e formador não necessita de uma interven¸cão simultânea. Apesar da eficácia do e-learning, este, tal como qualquer outra tecnologia, apre-senta diversas vantagens e desvantagens, sendo que estas podem ser corrigidas com o avan¸co tecnológico e social. A vantagens da sua utiliza¸cão podem ser divididas pela sua eficácia, facilidade de acesso, simplicidade de utiliza¸cão, atualiza¸cão de conteúdos, uniformidade, intera¸cão e interatividade, economia e rapidez (Ca¸cão e Dias, 2003). A eficácia pode ser definida pela organiza¸cão do ensino, isto é, o for-mador tem acesso a todo o histórico de aprendizagem do formando, podendo assim avaliar a eficácia da aprendizagem, definindo solu¸cões mais eficientes e indicadas

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para o aluno. Esta vantagem permite uma personaliza¸cão de cada curso, fazendo com que cada aluno possa definir o seu próprio ritmo e método de estudo, frequen-tando apenas os cursos de acordo com as suas necessidades.

O e-learning permite uma maior facilidade de acesso e simplicidade de utiliza¸cão, sendo poss´ıvel aceder aos diferentes conteúdos, independentemente da localiza¸cão temporal e espacial dos alunos. Todos os conteúdos estão permanentemente dis-pon´ıveis na Internet, sendo que as limita¸cões dos formandos no acesso à informa¸cão são quase nulas. Neste caso o formador terá de corresponder às exigências impos-tas por este método, uma vez que deverá estar dispon´ıvel para ajudar um aluno a qualquer altura, sendo que este apoio será realizado através das tecnologias, salas virtuais, fóruns, entre outros.

A atualiza¸cão dos conteúdos é fundamental, pois o formando pode trabalhar com base em informa¸cão atualizada, sendo que esta rápida atualiza¸cão de conteúdos pode ser benéfica para o aluno em termos profissionais. Esta atualiza¸cão pode ser rea-lizada de uma forma rápida e simples através de sistemas de gestão de conteúdos, fazendo com que os formadores possam introduzir, alterar ou corrigir as informa¸cões e os conteúdos disponibilizados via web.

No ensino presencial o formador ou docente aborda o mesmo tema de formas dis-tintas, sendo que a sua transmissão varia de acordo com cada profissional. No e-learning os temas abordados são disponibilizados na Internet. Sendo assim os conteúdos são formatados pelos docentes e transmitidos de igual forma para os alu-nos, existindo uma maior uniformidade na transmissão de conteúdos. No e-learning, tendo como base a Internet, existe a possibilidade de os utilizadores comunicarem entre eles de diversas formas, tais como chats (diálogo efetuado através de men-sagens escritas), fóruns (onde são publicadas diversas menmen-sagens; neste caso, por formadores e formandos), email e salas virtuais. Os conteúdos disponibilizados po-dem ser dinâmicos, incluindo anima¸cões, áudio e v´ıdeo, formulários interativos, entre outros. Adicionalmente, este “processo de intera¸cão entre formandos é responsável pelo desenvolvimento de um fenómeno que podemos definir como esp´ırito de comu-nidade. Ao longo da aprendizagem, os alunos criam la¸cos entre eles que resultam do intercâmbio de experiências e troca de conhecimentos. É um tipo de relaciona-mento caracter´ıstico da Internet, onde é comum criarem-se comunidades em torno

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de interesses comuns, como por exemplo a informática, a fiçcão cientifica, o cinema ou a música” (Ca¸cão e Dias,2003).

Por último e não menos importante, a economia e a rapidez, são outras vantagens que caraterizam o e-learning. O facto da distribui¸cão de conteúdos ser efetuada por meios digitais permite uma redu¸cão substancial dos custos, não só por parte dos for-madores e formandos como para a própria institui¸cão. Os custos também podem ser reduzidos na medida em que os intervenientes não necessitam de várias desloca¸cões, tal como o ensino presencial obriga, visto que todo o processo de aprendizagem pode ser executado remotamente.

Podemos pois afirmar que o e-learning permite uma maior eficiência na aprendiza-gem. A transmissão de conteúdos através da Internet permite um maior número de atualiza¸cões em tempo real, fazendo com que os alunos possam obter mais facil-mente conhecimentos, aumentando as suas hipóteses de sucesso nos seus percursos profissionais. Estas vantagens podem ser confirmadas pelo estudo levado a cabo por

Gomes et al. (2011), identificando as principais “razões para a utiliza¸cão de plata-formas de e-learning” evocadas por docentes da Universidade do Minho, sendo elas, “a facilidade de disponibiliza¸cão de informa¸cão aos alunos”, “a facilidade de comu-nica¸cão com os alunos” e “pelo fato de existirem alunos que não podem assistir ás aulas” (presenciais).

As desvantagens associadas ao e-learning não implicam uma perda de eficiência no processo de forma¸cão. Ca¸cão e Dias(2003) afirmam que “não pode falar-se propri-amente em desvantagens, mas antes em dificuldades ou obstáculos que o e-learning enfrenta no seu processo de desenvolvimento”. As desvantagens podem ser dividas em três fatores: os modelos pedagógicos, responsabilidade do aluno e dificuldades técnicas (de Lima Sobral,2008).

Os modelos pedagógicos utilizados não são, na sua plenitude, adequados aos métodos de ensino na modalidade online, não só por falta de conhecimento, mas também por falta de forma¸cão dos docentes sobre estas mesmas metodologias de ensino. Este ´

ultimo caso tem como base o facto de um docente necessitar de alterar a sua pre-para¸cão de aulas em rela¸cão às aulas presenciais, pois os conteúdos dados numa aula presencial não devem ser utilizados no ensino à distância, podendo levar ao desinteresse dos alunos. Este fator tem de ter em conta a altera¸cão dos horários

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dos docentes, em compara¸cão com o ensino presencial, pois estes têm de ser mais flex´ıveis, permitindo um apoio mais eficiente à distância.

Os alunos ou formandos, neste caso, necessitam de um maior n´ıvel de responsabi-lidade, limitado a uma faixa etária espec´ıfica, pois terá de existir uma motiva¸cão constante para completar um curso, visto que existe uma “dificuldade dos forman-dos se concentrarem diante do ecrã em per´ıoforman-dos de tempo superiores a 20 minutos seguidos”(Ca¸cão e Dias, 2003). No ensino á distância não é poss´ıvel “garantir que os testes de avalia¸cão são feitos realmente pelo formando e não por uma outra pes-soa” ou “confirmar que o aluno frequentou todos os módulos necessários para obter aproveitamento”(Ca¸cão e Dias, 2003).

Os fatores técnicos, representam outra dificuldade na utiliza¸cão do e-learning, pois todo o servi¸co está dependente do acesso à Internet, da largura de banda dispon´ıvel e da necessidade de equipamento informático. O estudo apresentado por Gomes et al. (2011) confirma que as principais razões para a não utiliza¸cão de plataformas de e-learning, por docentes da Universidade do Minho são: “a falta de competências adequadas”, “a complexidade de uso da plataforma” e “por falta de tempo para or-ganizar os materiais e atividades ao n´ıvel da plataforma”. Este estudo mostra-nos que o fator pedagógico constitui a maior dificuldade na utiliza¸cão do e-learning. Po-demos assim concluir que todo o processo do ensino à distância e a sua eficiência depende, essencialmente, dos seus intervenientes. Este modelo de ensino exige uma adapta¸cão correta, tanto ao n´ıvel do formador como do formando, pois, no caso contrário, os seus utilizadores poderão não ter os resultados pretendidos, ou seja, uma melhoria e uma maior liberdade na aprendizagem.

2.1.4 B-learning

Tal como foi apresentado anteriormente o e-learning apresenta várias vantagens para os seus utilizadores, mas a sua utiliza¸cão poderá levar a algum desconforto devido a necessidade de adapta¸cão. Para que estas limita¸cões possam ser anuladas, criando uma adapta¸cão gradual e simplificada, a utiliza¸cão do método b-learning apresenta-se como uma solu¸cão cred´ıvel. “O b-learning pode ser definido como uma forma de distribui¸cão do conhecimento que reconhece os benef´ıcios de disponibilizar

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parte da forma¸cão on-line, mas que, por outro lado, admite o recurso parcial a um formato de ensino que privilegie a aprendizagem do aluno, integrado num grupo de alunos, reunidos em sala de aula com um professor ou formador” (Mesquita, 2011). O b-learning, blended learning ou aprendizagem mista, combina os elementos do ensino presencial com os recursos disponibilizados pelo e-learning. Esta metodologia permite a combina¸cão das vantagens apresentadas no ensino à distância e do e-learning, com as diversas vantagens do ensino presencial ou tradicional. O b-learning permite tornar o processo de aprendizagem mais flex´ıvel e personalizável, sendo um sistema fiável e de fácil utiliza¸cão. Pelas suas caracter´ısticas, o b-learning assume-se como uma alternativa ou complemento do ensino presencial ou tradicional, sendo poss´ıvel executá-lo através de modelos distintos, podendo ter, ou não, uma forte componente tecnológica, dependendo da familiariza¸cão e da evolu¸cão na adapta¸cão dos seus utilizadores. Contudo, quanto mais o ensino se aproximar do e-learning, e consequentemente uma maior utiliza¸cão das tecnologias, maior será a liberdade dos alunos, facilitando a aprendizagem e a evolu¸cão da mesma.

2.1.5 M-learning

Existem diversas defini¸cões para o m-learning, mobile learning ou aprendizagem móvel. Esta ambiguidade, na sua defini¸cão, deve-se ao significado do “mobile”, pois, este poderá referir-se a tecnologias e dispositivos móveis (smartphones, tablets, etc.), bem como, a própria mobilidade de um aluno (Kukulska-hulme, 2009). Sendo as-sim, de um modo geral, o m-learning pode ser definido como uma área do ensino à distância onde a aprendizagem, a partilha de conteúdos e de informa¸cão é efetu-ada através de tecnologia e dispositivos móveis, sendo não só criefetu-ada uma mobilidade espacial, como também “uma mobilidade em termos de transforma¸cões temporais, alargando os horizontes da aprendizagem e do acesso à informa¸cão” (Moura,2011). O m-learning, tal como o e-learning, apresenta diversas vantagens na sua utiliza¸cão em contextos educativos. Primeiramente, as tecnologias e dispositivos móveis, per-mitem o acesso a diversos conteúdos multimédia, podendo criar a mesma interativi-dade existente no e-learning. Existe uma grande percentagem de alunos e docentes que possuem dispositivos móveis, tais como smartphones. Sendo estes dispositivos

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2.2. LEARNING MANAGEMENT SYSTEMS 15

altamente portáteis, com utiliza¸cões mais pessoais, são, cada vez mais, utilizados no quotidiano dos alunos e professores. Estes, oferecem não só o acesso e a dispo-nibiliza¸cão de informa¸cões e conteúdos de uma forma mais cómoda e flex´ıvel, como também um acesso mais frequente destas mesmas informa¸cões e conteúdos, em com-para¸cão com outros dispositivos (computadores portáteis, etc.) (Moura, 2011). Existem, igualmente, algumas desvantagens, como por exemplo, a utiliza¸cão de smartphones numa sala de aula, não sendo sempre autorizada por vários docen-tes. Esta proibi¸cão pode estar relacionada com o facto de um dispositivo móvel representar uma fonte de distra¸cão e lazer, sendo necessário, tal como no ensino à distância, um comportamento responsável por parte dos alunos e docentes.

O m-learning apresenta-se assim com um grande potencial para o apoio e melho-ria dos diferentes tipos de ensino: presencial, `a distˆancia (e-learning) e misto (b-learning).

2.2 Learning management systems

Learning management system (LMS) ou sistema de gestão de aprendizagem, pode ser definido como “uma aplica¸cão web que permite a gestão de processos de forma¸cão/ aprendizagem nas perspetivas administrativas e pedagógicas” (Pimenta e Baptista,

2004). Este tipo de aplica¸cão ou plataforma surgiu para apoiar o ensino à distância online, disponibilizando um número elevado de ferramentas e funcionalidades, tanto ao n´ıvel administrativo, como ao n´ıvel pedagógico. A utiliza¸cão e introdu¸cão de LMS está a evoluir progressivamente, atingindo todos os n´ıveis de escolaridade, existindo uma crescente utiliza¸cão das tecnologias de informa¸cão nas diferentes institui¸cões de ensino e nos próprios alunos. Este crescimento também é significativo nas diferen-tes empresas dos diferendiferen-tes setores para apoiar a forma¸cão dos seus funcionários. Os LMS permitem distintos modos de utiliza¸cão, enquadrados nos diferentes mode-los de ensino à distância baseados na Internet apresentados anteriormente, corres-pondendo a n´ıveis crescentes de complexidade na sua utiliza¸cão (Francis e Raftery,

2005):

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utilizado para a distribui¸cão de informa¸cão e administra¸cão de uma determi-nada aula ou disciplina, sendo que as atividades de ensino ocorrem numa sala de aulas convencional;

• “Blended learning leading to significant enhancements to learning and teaching processes”: onde a utiliza¸cão de um LMS é mais generalizada, usufruindo de ferramentas de comunica¸cão, criando uma intera¸cão entre docente e aluno, ferramentas de colabora¸cão para o aux´ılio dos alunos no desenvolvimento de trabalhos, ferramentas de avalia¸cão e realiza¸cão de testes, bem como a in-trodu¸cão e partilha de conteúdos de aprendizagem;

• “Online course/module”: usufrui, por completo, das funcionalidades dos LMS e do ensino `a distˆancia.

Apesar da utiliza¸cão de um LMS poder ser efetuada em contextos diferentes, to-dos estes sistemas convergem para um único modelo base, para satisfazer qualquer tipo de utiliza¸cão pedagógica e institucional. Este modelo base é constitu´ıdo por (Pimenta e Baptista,2004):

• “Acesso protegido e gest˜ao de perfis”: onde o utilizador necessita de um login para aceder aos diferentes cursos, existindo um sistema de gest˜ao do perfil de cada utilizador;

• “Gestão do Acesso a conteúdos”: todos os conteúdos são configurados pelo autor, sendo que o LMS indicará o progresso e desempenho do aluno nos diferentes módulos existentes num curso;

• “Comunica¸cão formador/formando”: são permitidas comunica¸cões s´ıncronas e ass´ıncronas através de v´ıdeo, áudio e texto, sendo também poss´ıvel definir diferentes fun¸cões, dependente do tipo de utilizador (docente, aluno, grupo, etc.) e diferentes tipos de comunica¸cão (avisos, comentários, corre¸cões, etc.);

• “Controlo de atividade”: esta fun¸cão permite uma gestão do processo de forma¸cão de cada utilizador, informando sobre o tempo de permanência, acesso a documentos e recursos, entre outros;

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• “Gestão de alunos e gestão do processo de forma¸cão”: onde é poss´ıvel, num n´ıvel mais complexo, realizar processos de inscri¸cão na institui¸cão de ensino e pagamentos eletrónicos, ou num n´ıvel menos complexo, informa¸cões sobre a própria institui¸cão: “análise das necessidades de forma¸cão e do percurso de forma¸cão de cada funcionário ou formando”.

2.2.1 Compara¸c˜

ao de LMS

No que diz respeito à escolha de um LMS, as institui¸cões dispõem de um vasto e riqu´ıssimo leque de possibilidades. Em Portugal, o Moodle apresenta-se como o LMS mais utilizado por escolas primárias e secundárias (Carvalho et al.,2011), exis-tindo também uma utiliza¸cão, significativa por parte das Universidades. Por outro lado, o BlackBoard apresenta-se como o sistema predileto para várias Universida-des e Institutos Politécnicos (Carvalho et al., 2011). Apesar da prolifera¸cão destas duas plataformas em Portugal, o número de LMS existentes no mercado é elevado. Plataformas como a Sakai e a Desire2Learn, apresentam igualmente elevadas taxas de utiliza¸cão e de funcionalidades.

Os LMS em questão têm em comum a alta disponibilidade, usabilidade, escalabi-lidade, interoperabiescalabi-lidade, estabilidade e seguran¸ca, existindo solu¸cões gratuitas e comerciais.

Num LMS gratuito (freeware) e open source não existem custos de licenciamento, tendo uma maior flexibilidade, pois o seu desenvolvimento é efetuado por uma vasta comunidade de utilizadores, existindo a possibilidade de altera¸cão do servi¸co e da colabora¸cão no seu desenvolvimento. Apesar do seu licenciamento ser totalmente gratuito, estes sistemas apresentam algumas desvantagens. A falta de suporte dedi-cado e a necessidade de conhecimentos técnicos para a sua adapta¸cão poderá levar a custos adicionais, uma vez que as institui¸cões poderão necessitar de técnicos espe-cializados para a sua manuten¸cão e suporte (Alves et al., 2011). Os seguintes LMS apresentam estas caracter´ısticas:

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• Moodle (https://moodle.org): a origem do nome provem do acrónimo Mo-dular Object-Oriented Dynamic Learning Environment, sendo que é caracte-rizado por ser um pacote de software para a produ¸cão de cursos baseados na Internet e web sites e projetado para suportar a teoria educativa do constru-tivismo social. Tem como base de desenvolvimento o PHP, sendo executável em diferentes sistemas operativos (como Windows, Mac e Linux). A sua im-plementa¸cão e hospedagem pode ser realizada por diferentes parceiros Moodle (existindo neste caso custos adicionais);

• Sakai (http://www.sakaiproject.org): desenvolvido por um consórcio entre várias Universidades e Institui¸cões, suportado por uma funda¸cão, facilitando o sucesso da comunidade e da plataforma através de diversos financiamen-tos. O seu principal objetivo reside na melhoria do ensino, aprendizagem e investiga¸cão, criando, inicialmente, o CLE (Collaboration and Learning Envi-ronment) e o desenvolvimento do OAE (Open Academic EnviEnvi-ronment), com o objetivo de evoluir a colabora¸cão académica. Tem como base de desenvolvi-mento a linguagem Java.

As solu¸cões comerciais necessitam da compra de licen¸cas para a sua utiliza¸cão, apre-sentando assim custos para a sua implementa¸cão. Contudo, a obten¸cão destas mes-mas licen¸cas permitem um suporte dedicado e a existência de diversas atualiza¸cões periódicas, diminuindo os custos de manuten¸cão. Não sendo open source, não é poss´ıvel a total liberdade para a altera¸cão destes LMS, bem como a colabora¸cão no seu desenvolvimento. Os seguintes LMS apresentam estas mesmas carater´ısticas:

• Blackboard (http://www.blackboard.com): plataforma direcionada para o ensino à distância, permitindo a cria¸cão de sites personalizados para dife-rentes cursos online com uma elevada eficiência. Este LMS oferece diversas plataformas, desde a plataforma de ensino até a plataformas de comunica¸cões, colabora¸cão e transa¸cões. Este pode ser instalado em servidores locais ou hos-pedados através do Blackboard ASP Solutions.

• Desire2Learn (http://www.desire2learn.com): este LMS oferece, igualmente, várias solu¸cões ou plataformas para o apoio ao ensino à distância, tendo

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Moodle Sakai Blackboard Desire2Learn Ferramentas de comunica¸c˜ao

Fóruns de discussão Sim Sim Sim Sim Gestão do fórum Sim Sim Sim Sim Partilha de ficheiros Sim Sim Sim Sim Email interno Sim Sim Sim Sim Jornal online Sim Sim Sim Sim Chat (tempo real) Sim Sim Sim Sim V´ıdeo conferência Sim Não Não Não Partilha de ficheiros Sim Sim Sim Sim Ferramentas de produ¸cão

Bookmarks (favoritos) Sim Não Não Não Calendário Sim Sim Sim Sim Orienta¸cão e ajuda Não Sim Não Sim Pesquisa de cursos Sim Sim Sim Sim Modo offline Sim Sim Sim Sim Ferramentas dedicadas aos alunos

Trabalhos de grupo Sim Sim Sim Sim Comunidades Sim Sim Sim Sim Portef´olios Sim Sim Sim Sim

Tabela 2.1 – Estudo comparativo das principais funcionalidades existentes nos LMS, do ponto de vista do aluno.

solu¸c˜oes baseados na Cloud como SAAS (Software as a Service), podendo armazenar toda a informa¸c˜ao e dados em servidores remotos.

Apesar destes LMS apresentarem servi¸cos e funcionalidades similares, existem igual-mente diferen¸cas, podendo influenciar a escolha das institui¸cões e dos seus utiliza-dores. Baseado nos estudos de Kumar et al. (2011) e Al-Ajlan e Zedan (2008), apresentando as principais funcionalidades e diferen¸cas entre os diferentes LMS evo-cados anteriormente, a tabela 2.1 mostra as principais funcionalidades, do ponto de vista dos alunos, na utiliza¸cão destes LMS, sendo analisadas as ferramentas de comunica¸cão, produtividade e atividades. A análise sobre as ferramentas para os administradores, ferramentas de distribui¸cão de cursos e o desenvolvimento de cur-sos é apresentada na tabela 2.2. Finalmente a tabela 2.3 apresenta as principais especifica¸cões técnicas dos diferentes LMS. Todas a funcionalidades e ferramentas descritas são nativas de cada LMS, sendo que existem diversos plugins e módulos que podem ser instalados, sendo assim poss´ıvel acrescentar funcionalidades, anulando, algumas diferen¸cas.

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Moodle Sakai Blackboard Desire2Learn Ferramentas de administra¸c˜ao

Autentica¸cão Sim Sim Sim Sim Permissão Sim Sim Sim Sim Partilha de ficheiros Sim Sim Sim Sim Ferramentas de distribui¸cão de um curso

Diferentes tipos de teste

Sim Sim Sim Sim

Gestão automatizada Sim Sim Sim Sim Suporte automatizado Sim Sim Sim Sim Gestão de cursos Sim Sim Sim Sim Classifica¸cão online Sim Sim Sim Sim Monitoriza¸cão dos

alu-nos

Sim Sim Sim Sim

Ferramentas de desenvolvimento de conte´udo

Acessibilidade Sim Sim Sim Sim Partilha de conteúdos Sim Sim Não Sim Modelos de cursos Sim Sim Sim Sim Personaliza¸cão dos

mo-delos

Sim Sim Sim Sim

Design dos cursos Sim Sim Sim Sim Standards (SCORM) Sim Sim Sim Sim

Tabela 2.2 – Estudo comparativo das principais ferramentas e funcionalidades existentes nos LMS, disponibilizadas aos docentes e administradores.

funcionalidades previstas para estes quatros LMS são muito similares. Apesar de existir esta similaridade nas suas funcionalidades, o estudo realizado por Carvalho et al. (2011), tabela 2.4, na Universidade do Minho demonstra que os utilizadores do Moodle e Blackboard apresentam diversas formas de utiliza¸cão, dependendo do sistema em questão, ou seja, apresentam maiores facilidades, e por conseguinte uma maior frequência na utiliza¸cão de algumas funcionalidades, de um LMS em com-para¸cão ao outro. O mesmo estudo afirma que 46.5% dos alunos da Universidade do Minho que participaram no estudo dão preferência ao Blackboard contra os 34,7% do Moodle. Contudo, outro estudo realizado por Machado e Tao (2007) afirma que 71% dos estudantes consideram o Moodle mais fácil de utilizar, sendo que 75% afir-mam a possibilidade de realizar uma migra¸cão do Blackboard para o Moodle no futuro.

Por se tratar dos dois LMS mais utilizados em Portugal é apresentada uma maior relevância nos estudos comparativos do Moodle e do Blackboard. Contudo, é ne-cessário real¸car que tanto os docentes como os alunos salientam a importância dos

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Moodle Sakai Blackboard Desire2Learn Hardware e Software

Servidores Unix Sim Sim Sim N˜ao

Windows Sim Sim Sim Sim

Requerimentos da base de dados Sim Sim Sim Sim Custos e licencas

Perfil da empresa Não Sim Sim Sim Custos Não Não Sim Sim Open source Sim Sim Não Não Plugins e op¸cões extra Sim Sim Sim Sim

Tabela 2.3 – Estudo comparativo das principais especifica¸c˜oes t´ecnicas existentes nos LMS.

Blackboard Moodle Download de conteúdos (textos, atividades e tutoriais) 1.28 1.53 Visualiza¸cão de avisos 1.48 1.81 Visualiza¸cão de notas 1.80 2.02 Visualiza¸cão dos programas e horários 2.20 2.37 Submissão de trabalhos 2.43 1.95 Visualiza¸cão do corpo docente e contatos 2.48 2.67 Realiza¸cão de testes 3.13 2.78 Envio de emails 3.17 3.23 Participa¸cão em pesquisas 3.41 3.14 Comunica¸cões em tempo real com docentes 3.50 3.48 Participa¸cão em forúns 3.60 3.41 Partilha de ficheiros 3.61 3.57 Participa¸cão nas aulas virtuais 3.86 3.82

Tabela 2.4 – Diferen¸cas nas frequências de utiliza¸cão das funcionalidades do Moodle e do Blackboard por estudantes utilizadores destes dois sistemas (os valores médios da escala de frequência de 1 (muitas vezes) a 4 (nunca)).

LMS na evolu¸c˜ao do ensino, independentemente dos LMS escolhidos.

2.2.2 Vantagens e desvantagens

Os LMS possuem inúmeras funcionalidades. É comum a evolu¸cão da tecnologia (e da Internet) poder gerar algumas dúvidas nas institui¸cões e nos seus utilizadores. Uma das principais dúvidas reside na utiliza¸cão e na intera¸cão que um LMS pode ter com uma rede social, isto é, a integra¸cão de algumas funcionalidades existentes num LMS, com algumas funcionalidades do Facebook (rede social com maior número de utilizadores). Algumas Universidades incentivam a cria¸cão de grupos, em seu nome,

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numa rede social, sendo que, não existe um controlo direto por parte das Univer-sidades. O principal argumento para a existência desta possibilidade é o facto das Universidades em questão não necessitarem de hospedar este mesmo servi¸co, visto que a grande maioria dos seus alunos utilizam os servi¸cos do Facebook, existindo uma maior atualiza¸cão da informa¸cão, uma maior atra¸cão para os alunos e provavel-mente uma maior eficácia do que uma funcionalidade implementada num LMS para este mesmo fim. A utiliza¸cão dos servi¸cos de uma rede social por uma institui¸cão de ensino também implica diversas desvantagens, como por exemplo, a existência de publicidade intrusiva e falta de confidencialidade da informa¸cão dos seus utiliza-dores. Esta informa¸cão, publicada pelo utilizador, pode ter diversos fins comerciais, sendo que diversas empresas podem utilizá-la para conhecer melhor um potencial funcionário, podendo comprometer a sua contrata¸cão (Sclater, 2008).

A integra¸cão dos servi¸cos de um LMS nos servi¸cos de uma rede social, e não o contrário, pode ser bem aceite pelos alunos, pois as rede sociais fazem parte do seu dia a dia. Contudo, alguns alunos poderão não aceitar a “mistura” da sua vida pessoal com a sua educa¸cão. Neste caso, as institui¸cões têm de ter um certo cui-dado, pois o acompanhamento, o registo das atividades e o histórico dos alunos deverão continuar a estar presentes para melhorar não só o sistema educativo, como a evolu¸cão dos seus alunos.

Outra dúvida existente reside na necessidade de uma liga¸cão à Internet para a uma utiliza¸cão eficiente do LMS. A possibilidade de liga¸cão permanente à Internet não está dispon´ıvel a todos os alunos e utilizadores de um LMS, sendo que existe mui-tas vezes necessidade de acesso offline dos servi¸cos de aprendizagem e dos seus conteúdos. Esta situa¸cão poderá tornar-se numa desvantagem para os alunos que não têm acesso à Internet, pois a liberdade espa¸co-temporal oferecida pelo e-learning e consequentemente pelos LMS não será ating´ıvel. Alguns LMS permitem o acesso a informa¸cão ou conteúdos importantes em modo offline. Apesar desta possibili-dade existir, a intera¸cão, sendo uma das principais caracter´ısticas e vantagem de um LMS, será limitada (ass´ıncrona).

Apesar das similaridades das funcionalidades existentes nos diferentes LMS, a sua correta utiliza¸cão depende essencialmente dos seus intervenientes, podendo repre-sentar uma desvantagem. Neste caso, por exemplo, um professor poderá não estar

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2.3. OBJETO DE APRENDIZAGEM 23

ambientado a práticas de comunica¸cão através da Internet (chats, blogs), dificul-tando a utiliza¸cão de um LMS. A falta de práticas tecnológicas acarreta dúvidas significativas sobre a eficiência de um LMS na educa¸cão, ou seja, no exemplo apre-sentado anteriormente não podemos afirmar que o professor “vai conseguir passar a usar essas ferramentas na plataforma adoptada, isto é, vai conseguir mudar rapi-damente as suas práticas, vai conseguir interiorizar as vantagens e as limita¸cões de cada uma” (Carvalho, 2007).

A utiliza¸cão de um LMS está dependente da utiliza¸cão e aquisi¸cão de infra-estruturas tecnológicas, não só por parte dos intervenientes, como também, por parte das próprias institui¸cões. A utiliza¸cão destas plataformas e das suas diversas funciona-lidades podem ser limitadas, pois um administrador se “não tiver sensibilidade para abordagens colaborativas, por exemplo, poderá não colocar acess´ıveis as ferramen-tas necessárias. Ou então, considera que determinada ferramenta não tem interesse para as suas aulas, esquecendo-se de que pode ser pertinente para outros professo-res” (Carvalho, 2007).

Apesar das limita¸cões e desvantagens apresentadas anteriormente, as vantagens são genericamente as mesmas que as listadas anteriormente quando apresentamos as principais funcionalidades e caracter´ısticas do e-learning, visto tratar-se de plata-formas de apoio para este tipo de ensino. A seguran¸ca e fiabilidade podem ser encaradas como vantagens adicionais deste tipo de plataformas, seja no registo dos utilizadores, no armazenamento de todo o histórico e nos diversos conteúdos.

2.3 Objeto de aprendizagem

O termo “objeto de aprendizagem” (OA) ou “learning object” não possui uma de-fini¸cão consensual pelos diferentes autores e organiza¸cões. Apesar desta falta de consenso, existem duas defini¸cões que podem ser usadas. A primeira, da autoria do Learning Technology Standards Comittee (LTSC) do Institute of Electrical and Elec-tronics Engineers (IEEE), que o define como uma qualquer entidade, digital ou não, que pode ser utilizada na aprendizagem, educa¸cão ou forma¸cão. A segunda, utili-zada por várias autores, como no caso de David (2000), define OA como qualquer

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recurso digital que pode ser reutilizado para apoiar a aprendizagem. Apesar da sua defini¸cão não ser consensual, as principais caracter´ısticas dos OA são similares:

• Acessibilidade: permitindo um f´acil acesso via Internet para qualquer utiliza-dor;

• Reutiliza¸cão: ou seja, um OA pode ser reutilizável (diversas vezes) em diver-sos ambientes de aprendizagem, em múltiplos contextos e múltiplas li¸cões ou cursos;

• Granularidade de um objeto: pode variar de uma imagem, um v´ıdeo, um texto, uma li¸cão ou um curso, sendo que, quanto maior for a dimensão do OA, menor será a possibilidade de reutiliza¸cão, mas quanto maior for a sua granularidade maior será a possibilidade de reutiliza¸cão; contudo, a sua gestão será mais dif´ıcil e mais elevados serão os seus custos de produ¸cão e manuten¸cão (Gon¸calo e Amorim,2008);

• Interoperabilidade: permite a utiliza¸c˜ao dos OA em diversas plataformas, re-posit´orios, LMS, entre outros;

• Durabilidade: um OA continua reutilizável após diversas atualiza¸cões sejam elas de software ou de hardware;

• Metadados: estes são um elemento fundamental, pois contêm informa¸cões para auxiliar a identifica¸cão, descri¸cão, gestão e localiza¸cão dos recursos digitais. Os metadados permitem a visualiza¸cão das rela¸cões entre os OA, para uma poss´ıvel combina¸cão. A conce¸cão, o armazenamento, a reutiliza¸cão e a gestão de OA podem ser efetuadas através de sistemas de gestão de aprendizagem, ou Learning Content Management System (LCMS).

2.4 Normaliza¸c˜

ao de metadados para e-learning

A cria¸cão de normas e especifica¸cões é necessária em virtualmente todos os dom´ınios. No caso dos OA, se a sua cria¸cão tiver em conta as diversas normas existentes, o

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2.5. NORMALIZAÇ ÃO DOS CONTE ÚDOS DE E-LEARNING 25

investimento nesta cria¸cão poderá ser significativamente reduzido. No e-learning são relevantes duas estruturas de metadados: a Dublin Core Metadata Element Set (DCMES) e o Learning Object Metadata Standard (LOM).

O DCMES é constitu´ıdo por 15 elementos genéricos de metadados recomendados pela Dublin Core Metadata Initiative e identificado pelas normas ISO (Internaci-onal Standard Organization). Todos os elementos são opcionais, apresentando um vocabulário controlado, onde o utilizador pode selecionar o conteúdo de alguns ele-mentos. A defini¸cão de cada um dos elementos permite abranger um vasto número de situa¸cões. Por exemplo, Gon¸calo e Amorim (2008) referem que “sendo uma das suas grandes vantagens, é também a sua maior limita¸cão pois não permite caracte-rizar determinados aspetos exclusivos dos objetos de aprendizagem”.

Por sua vez, o LOM é uma norma criada pelo Learning Technologies Standard Co-mitee do IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), que compreende sessenta e oito elementos, sendo eles todos opcionais com um vocabulário contro-lado. A aprova¸cão do LOM como norma permitiu uma melhor caracteriza¸cão dos objetos de aprendizagem relativamente ao DCMES, tornando contudo a tarefa de preenchimento de metadados mais complexa.

2.5 Normaliza¸c˜

ao dos conte´

udos de e-learning

Devido ao elevado número de plataformas para e-learning e à necessidade de trans-ferir objetos de aprendizagem entre estas diversas plataformas têm sido desenvolvi-das várias especifica¸cões com o objetivo de normalizar os conteúdos de e-learning, destacando-se aqui três projetos: o AICC, IMS e SCORM.

2.5.1 AICC

O Aviation Industry CBT Comitee (AICC) foi, na sua essência, criado para norma-lizar conteúdos pedagógicos para fabricantes e compradores de material aeronáutico (Santos e Barbeira, 2002), sendo a sua primeira fun¸cão a cria¸cão de normas rela-tivamente ao hardware para a distribui¸cão de conteúdos pedagógicos baseados em