UM FRAMEWORK DE PERSISTÊNCIA DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM PARA CATALOGAÇÃO EM REPOSITÓRIOS ROGÉRIO DE AVELLAR CAMPOS CORDEIRO

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Texto

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UM FRAMEWORK DE PERSISTÊNCIA DE OBJETOS DE

APRENDIZAGEM PARA CATALOGAÇÃO EM REPOSITÓRIOS

ROGÉRIO DE AVELLAR CAMPOS CORDEIRO

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY

RIBEIRO - UENF

CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ JULHO – 2009

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ii

UM FRAMEWORK DE PERSISTÊNCIA DE OBJETOS DE

APRENDIZAGEM PARA CATALOGAÇÃO EM REPOSITÓRIOS

ROGÉRIO DE AVELLAR CAMPOS CORDEIRO

“Dissertação apresentada ao Centro de Ciência e Tecnologia da Universidade Estadual do Norte Fluminense, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção.”

Orientador: CLEVI ELENA RAPKIEWICZ, D. Sc.

Co-orientador: LEANDRO KRUG WIVES, D. Sc.

CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ JULHO – 2009

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UM FRAMEWORK DE PERSISTÊNCIA DE OBJETOS DE

APRENDIZAGEM PARA CATALOGAÇÃO EM REPOSITÓRIOS

ROGÉRIO DE AVELLAR CAMPOS CORDEIRO

“Dissertação apresentada ao Centro de Ciência e Tecnologia da Universidade Estadual do Norte Fluminense, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção.”

Aprovada em 13 de Julho de 2009.

Comissão Examinadora:

_________________________________________________________ Profª. Jacqueline Magalhães Rangel Cortes, D.Sc. - UENF

_________________________________________________________ Profº. Jefferson Manhães Azevedo, D.Sc. – IFF

_________________________________________________________ Profº. Leandro Krug Wives, D.Sc. – UFRGS (co-orientador)

_________________________________________________________ Profª. Clevi Elena Rapkiewicz, D.Sc. – UFRGS (orientadora)

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AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, o autor e consumador da minha fé.

À minha família, principalmente aos meus pais, pelo apoio, suporte e compreensão nos momentos mais complicados. Em especial ao meu avô (in memorian), a quem dedico este trabalho na certeza de que estaria feliz ao me ver concluir mais esta etapa da minha vida.

À professora Clevi e ao professor Leandro pela orientação, apoio e ajuda incondicional que permitiram chegar não somente ao objetivo, como também superá-lo.

À professora Jacqueline e ao professor Jefferson que também colaboraram com a construção do meu conhecimento durante a graduação

Aos amigos Fernando e Erenildo por colaborarem nas sugestões que enriqueceram a implementação do framework.

À Núbia pela colaboração na análise dos objetos.

À equipe RIVED-UENF que durante anos, trabalhando juntos, permitiu que este laço de amizade se estendesse para o resto da vida.

Às demais equipes do Fábrica Virtual da UFMA, UFU, UNESP, UFC e UNIFRA que nos cederam, para análise, os objetos de aprendizagem por eles desenvolvidos. Ao CINTED pela liberação do acesso ao repositório do CESTA.

A CAPES/CNPq pelo apoio financeiro durante o primeiro ano de mestrado.

E a todos que, direta ou indiretamente, contribuíram para a realização desse trabalho.

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v SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ... vii

LISTA DE QUADROS ... ix LISTA DE TABELAS ... x LISTA DE ABREVIATURAS ... xi RESUMO... xiii ABSTRACT ... xiv 1. Introdução ... 15 1.1. Objetivos ... 18 1.2. Estrutura da Dissertação ... 20 2. Metodologia ... 21

2.1 Análise da forma de recuperação de informação dos principais repositórios de objetos de aprendizagem de âmbito nacional ... 21

2.2 Análise do processo de cadastramento de objetos em um repositório específico ... 22

2.3 Proposta de padronização da estrutura de informação para fins de cadastramento de OAs ... 24

2.4 Análise de linguagens, ferramentas e SGBD para a persistência ... 26

2.5 Projeto e modelagem do framework... 27

2.6 Modelagem do banco de dados ... 28

2.7 Implementação do FPOA ... 28

2.8 Validação do FPOA ... 29

3 Análise dos repositórios de OA ... 30

3.1 Rede Internacional Virtual de Educação – RIVED ... 33

3.1.1 Testes de buscas de objetos ... 35

3.1.2 Problemas encontrados no repositório do RIVED ... 37

3.2 Laboratório Didático Virtual – LabVirt ... 40

3.2.1 Testes de buscas de objetos ... 43

3.2.2 Problemas Encontrados no LabVirt ... 46

3.3 Coletânea de Entidades de Suporte ao uso de Tecnologia na Aprendizagem – CESTA ... 49

3.3.1 Testes de buscas de objetos ... 54

3.3.2 Problemas encontrados no CESTA ... 56

3.4 Banco Internacional de Objetos Educacionais ... 59

3.4.1 Testes de buscas de objetos ... 63

3.4.2 Problemas encontrados no BIOE ... 67

3.5 Resumo das análises dos critérios de cada repositório ... 69

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vi

3.6.1 Fase de Concepção ... 72

3.6.2 Fase de Desenvolvimento ... 74

3.6.3 Fase de Disponibilização ... 76

4 Proposta de Estrutura de Informação para OAs ... 78

4.1 Definição do Escopo ... 78

4.2 Análise dos OAs ... 79

4.3 Elaboração da Estrutura de Informação ... 85

5 Arquitetura do framework proposto ... 96

4.1. Definição da arquitetura e componentes ... 100

4.1.1. Controller ... 104

4.1.2. DomainModel ... 106

4.1.3. Persistence ... 106

5. Implementação do FPOA ... 109

5.1. Análise de Linguagens, Ferramentas e SGBD para Persistência ... 109

5.2. Definição da arquitetura ... 114

5.3. Implementação do FPOA ... 115

5.3.1. Persistência de OA ... 116

5.3.2. Consulta de OA ... 120

5.3.3. Configuração para o mapeamento objeto-relacional ... 121

6. Validação do FPOA ... 123 7. Conclusões ... 129 7.1. Trabalhos futuros ... 131 Referências ... 133 APÊNDICE I ... 136 ANEXO I ... 143

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LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 - Site do Repositório do RIVED ... 34

Figura 3.2 - OA "Usina: Lei dos Gases" em execução ... 36

Figura 3.3 - Localização de um OA no repositório do RIVED ... 37

Figura 3.4 - Resultado da localização do repositório RIVED ... 38

Figura 3.5 - Localização de um OA no RIVED pela sua data de publicação ... 39

Figura 3.6 - Resultado da localização pelo conteúdo "guitarra" no RIVED ... 40

Figura 3.7 - Tela inicial do repositório LabVirt de Química ... 41

Figura 3.8 - Acesso de um OA externo ao LabVirt ... 42

Figura 3.9 - Página de catalogação de OAs (simulação) do LabVirt. ... 43

Figura 3.10 - Resultado da busca pela palavra "óxidos" no repositório do LabVirt ... 44

Figura 3.11 - Barra de status do LabVirt ... 45

Figura 3.12 - Busca Avançada do LabVirt ... 46

Figura 3.13 - OA “Radio-X” em execução ... 47

Figura 3.14 - Resultado da busca por "radiografia" no LabVirt ... 47

Figura 3.15 - Página inicial do CESTA e a página inicial após ser realizado o login . 50 Figura 3.16 - Tela da consulta simples do CESTA ... 51

Figura 3.17 - Catalogação de mais de uma localização para um determinado OA no CESTA ... 51

Figura 3.18 - Catalogação de OA no CESTA ... 52

Figura 3.19 - Palavras-chave cadastradas no CESTA ... 53

Figura 3.20 - Categorias da consulta avançada do CESTA ... 54

Figura 3.21 - Localização de objetos no CESTA pela palavra-chave "oxigênio" ... 55

Figura 3.22 - Página de informações detalhadas de um objeto do CESTA ... 55

Figura 3.23 - OA Ecologia em execução ... 56

Figura 3.24 - Resultado da localização de objetos pela palavra-chave "plâncton" .... 57

Figura 3.25 - Consulta avançada x Detalhamento de um OA: Falta do campo Descrição ... 58

Figura 3.26 - Barra de status do navegador ao se passar o mouse sobre uma das palavras-chaves ... 58

Figura 3.27 - Banco Internacional de Objetos Educacionais ... 60

Figura 3.28 - Página inicial do BIOE ... 61

Figura 3.29 - Interface para a busca avançada ... 62

Figura 3.30 - Visualização por Níveis de Ensino e tipo de recurso ... 62

Figura 3.31 - Resultado da busca pela palavra "pH" no BIOE ... 63

Figura 3.32 - Detalhamento do objeto Escala de pH ... 64

Figura 3.33 - Opção de download local no BIOE ... 65

Figura 3.34 - Variedade de downloads para o objeto "Escala de pH" ... 65

Figura 3.35 - Metadados do OA "Usina: Lei dos Gases" ... 66

Figura 3.36 - Resultado da busca por metadados no BIOE ... 67

Figura 3.37 - BIOE com problemas x perfeito funcionamento ... 68

Figura 3.38 - Resultado da localização pela palavra "vinhoto" no BIOE ... 69

Figura 3.39 - Fluxograma para o Mapeamento de Objetos ... 72

Figura 3.40 - Segmento da listagem de Mapeamento de Módulos de Química do RIVED. ... 72

Figura 3.41 - Detalhamento do Módulo 05: Poluição Atmosférica ... 73

Figura 3.42 - Mapa Conceitual do Módulo Poluição Atmosférica (UENF) ... 73

Figura 3.43 - Fluxograma das Fases de Desenvolvimento e Disponibilização ... 77

Figura 4.44 - OA "Alimentos - Fonte de Energia" em execução ... 81

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viii

Figura 4.46 - OA Abundância em execução ... 82

Figura 4.47 - Esquema de Metadados do Padrão LOM ... 86

Figura 4.48 - Modelo Conceitual da Estrutura de Informação Padronizada ... 87

Figura 4.49 - Diagrama de Classes da nova estrutura de informação da equipe RIVED-UENF ... 89

Figura 4.50 - Metadados do padrão LOM na nova estrutura de informação da equipe RIVED-UENF ... 90

Figura 4.51 - Parte do XML Schema do XML da equipe RIVED-UENF ... 94

Figura 4.52 - Parte do XML (que trata cenas) da equipe RIVED-UENF ... 95

Figura 4.53 - Arquitetura em duas camadas (2-tier) ... 98

Figura 4.54 - Arquitetura em três camadas (3-tier) ... 98

Figura 4.55 - Arquitetura MVC. Adaptado de Pressman (2006, p. 443) ... 99

Figura 4.56 - Caso de Uso do framework ... 101

Figura 4.57 - Diagrama de atividades ... 102

Figura 4.58 - Identificação dos componentes responsáveis para cada fluxo de informação... 103

Figura 4.59 - Diagrama de componentes do framework ... 104

Figura 4.60 - Diagrama de Classes do Controller ... 105

Figura 4.61. Diagrama de Classes da camada Persistence ... 108

Figura 5.62 - Mapeamento de Associações no JPA ... 111

Figura 5.63 - Modelo conceitual do SAX ... 112

Figura 5.64 - Edição do Diagrama de Classes da Estrutura de Informação no JUDE ... 114

Figura 5.65 - Comparação do Diagrama de Pacotes com a implementação no Eclipse ... 115

Figura 5.66 - Diagrama de seqüência da persistência de OA ... 120

Figura 5.67. Diagrama de seqüência da consulta de OA ... 121

Figura 6.68 - Trecho de código XML da estrutura de informação de um OA ... 123

Figura 69. Trecho do esquema da Estrutura de Informação dos Objetos ... 123

Figura 6.70 - Trecho do esquema da Estrutura de Informação dos Objetos ... 124

Figura 6.71 - Mensagens de saída no console do Eclipse ... 125

Figura 6.72 - Tela do pgAdmin apresentando alguns botões armazenados no banco de dados ... 125

Figura 6.73 - Tela de erro da validação da estrutura de informação ... 126

Figura 6.74 - Tela de erro na validação da estrutura do SGBD... 127

Figura 6.75 - Tela de falha na extração dos conteúdos e metadados ... 127

Figura 6.76 - Tela de erro da efetivação das transações (commit) ... 127

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ix

LISTA DE QUADROS

Quadro 2.1 - Equipes de Química do RIVED ... 23

Quadro 3.2 - Repositórios de OA nacionais ... 31

Quadro 3.3 - Resultados obtidos para cada palavra-chave ... 44

Quadro 3.4 - Resultados das buscas de outras palavras-chave no LabVirt ... 48

Quadro 3.5 - Resumo comparativo das análises dos critérios ... 70

Quadro 4.6 - Comparativo das formas de armazenamento textual entre os OA da Química ... 83

Quadro 4.7 - Comparativo dos recursos dos OA ... 84

Quadro 4.8 - Tipos de botões ... 92

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x

LISTA DE TABELAS

Tabela 4.1 - Equipes de Química do RIVED ... 79 Tabela 6.2 - Exceções geradas pelo sistema ... 126

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xi

LISTA DE ABREVIATURAS API – Application Programming Interface

BIOE – Banco Internacional de Objetos Educacionais CASE - Computer-Aided Software Engineering

CESTA – Coletânea de Entidades de Suporte ao uso de Tecnologia na Aprendizagem

CETIC.br – Centro de Estudos sobre as Tecnologias da Informação e Comunicação CGI.br – Comitê Gestor de Internet no Brasil

CINTED - Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação DER – Diagrama Entidade-Relacionamento

DOM – Document Object Model DP - Design Pedagógico

DTD - Document Type Definition FC - Formulário de Cadastramento

FPOA – Framework de Persistência de Objetos de Aprendizagem GD - General Design

HTML – HyperText Markup Language IDE – Integrated Development Environment ISC – Internet Systems Consortium

J2EE – Java to Enterprise Edition JDOM – Java Document Object Model JPA – Java Persistence API

JSON – JavaScript Object Notation

JUDE – Java and UML Developers' Environment LabVirt – Laboratório Didático Virtual

LEPROD – Laboratório de Engenharia de Produção LDAP - Lightweight Directory Access Protocol LMS - Learning Management Systems

LOM – Learning Object Metadata

MERLOT – Multimedia Educational Repository for Learning and Online Teaching MEC – Ministério da Educação

OA – Objetos de Aprendizagem

OEI - Organização dos Estados Ibero-americanos OGDL – Ordered Graph Data Language

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xii OO – Orientação a Objeto

POJO – Plain Old Java Objects

PROINFO – Programa Nacional de Informática na Educação RELPE - Red Lationamericana de Portales Educativos

RDF – Resource Description Framework RIVED – Rede Interativa Virtual de Educação SAX – Simple API for XML

SCORM - Sharable Content Object Reference Model SEED - Secretaria de Educação a Distância

SGBD – Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados SGML – Standard Generalized Markup Language

SQL – Structural Query Language

TIC – Tecnologia de Informática e Comunicação UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense UFC - Universidade Federal do Ceará

UFMA - Universidade Federal do Maranhão

UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFU - Universidade Federal de Uberlândia

UML – Unified Modeling Language

UNESCO – Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura UNESP - Universidade do Estado de São Paulo

UNIFRA - Centro Universitário Franciscano XML – eXtensible Markup Language

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xiii RESUMO

Na sociedade informatizada, diferentes recursos digitais podem ser utilizados no processo de ensino e aprendizagem. Entre eles, destacam-se os objetos de aprendizagem (OA). Cabe salientar que diferentes grupos de pessoas desenvolvem OA, e a organização destes objetos, em repositórios, facilita a sua localização e reuso. No entanto, uma análise do processo de catalogação e da forma de recuperação de objetos em repositórios de OA, no Brasil, mostrou que a localização desses objetos nem sempre retorna os objetos relevantes. A análise detalhada da forma de catalogação em um desses repositórios, o da Rede Interativa Virtual de Educação (RIVED), do Ministério da Educação (MEC), mostrou que a catalogação manual realizada, a partir do preenchimento de um formulário baseado no padrão LOM, nem sempre é correta, dificultando a recuperação dos objetos através dos campos presentes no formulário. Além disso, diversas outras informações textuais existentes no conteúdo dos OA não são catalogadas, limitando assim a capacidade de busca dos OA catalogados nesses repositórios. Para minimizar esses problemas, foi desenvolvida uma ferramenta que realiza a catalogação de OA em repositórios de forma a permitir a recuperação dos mesmos por meio de todo e qualquer conteúdo na forma textual ou metadado que este possua. Nomeada de Framework de Persistência de Objetos de Aprendizagem (FPOA), essa ferramenta extrai metadados e conteúdos dos objetos, persistindo-os em um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) e permitindo a elaboração de consultas sobre eles. Uma validação inicial mostrou que, a partir dessas informações armazenadas, OA puderam ser localizados por qualquer um conteúdo ou metadado indexado.

Palavras-chave: Objetos de Aprendizagem, metadado, catalogação, persistência, framework.

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xiv ABSTRACT

In the current days of information society, a diversity of digital resources may be used in the teaching and learning process. Among these resources are the learning objects (LO). It is important to state that LO can be developed by different teams with people with different skills and areas. Then, the organization of these objects into repositories makes easier their localization and reuse. However, after performing a deep analysis of the process of making catalogs of these objects and also of the recovery process of learning objects employed by LO repositories in Brazil, it was found that the search for LO not always returns relevant objects. Besides, the analysis of the way these objects are put into the catalog of the RIVED repository, which is the catalog of the Ministry of Education (MEC) of Brazil, showed that the process involves the use of specific forms in which users manually inform information about the objects they want to store. Then, this process may lead to inconsistent data, hardening the correct recovery of objects when one uses the same fields used to catalog them. In addition, the information that is stored inside the LO (i.e., its contents) is also not used in the catalog. This fact bounds the capacity to search for objects stored in these repositories. To minimize these problems, it was developed a tool in this work to catalog LO into repositories, but in a way that allows the retrieval of LO by any means, i.e., textual content or metadata. This tool is named Persistency Framework of Learning Objects (FPOA, in Portuguese), and it is capable of extracting LO’s metadata and textual contents that are thus stored in any DBMS. An initial evaluation showed that, using stored information, LO can be located by any indexed textual content or metadata.

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1. Introdução

Vivemos atualmente, na chamada Sociedade Informacional (CASTELLS, 1999) que tem como elemento de suporte a Internet, isto é, a rede mundial de computadores. Desde o início, na década de 50, com a ARPANET, essa rede cresce em número de usuários e serviços, tal como as páginas World Wide Web, correio eletrônico e serviços como comunicação instantânea e compartilhamento de arquivos.

Nessa sociedade, a busca de informações tem se tornado uma prática rotineira e as Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) são elementos fundamentais para difusão de tais conteúdos. Segundo pesquisa do Centro de Estudo sobre as TIC (CETIC, 2009) em 2008, 72% dos usuários utilizaram a Internet com fins educacionais, onde detectou-se também uma intensificação no uso dessas tecnologias no Brasil. Nesse contexto de crescimento e mudanças pelas quais as redes passam, os usuários de diferentes áreas de domínio necessitam de serviços cada vez mais eficientes e estáveis, entre eles todos agentes envolvidos no processo de ensino e aprendizagem, sejam eles alunos ou professores.

Uma das opções de uso de recursos de TIC na educação é por meio do uso e desenvolvimento de objetos de aprendizagem (OA). O termo objeto de aprendizagem (Learning Object) refere-se a materiais educacionais projetados e construídos em pequenos conjuntos com vista a maximizar as situações de aprendizagem onde o recurso pode ser utilizado. Um OA deve ser como pequenos componentes instrucionais que podem ser reutilizados inúmeras vezes e em diferentes contextos de aprendizagem (WILLEY, 2002). A idéia básica é a de que esses objetos sejam como blocos com os quais será construído o contexto da aprendizagem (TAROUCO et al. ,2003). Santanchè e Lago (2007) apontam ainda algumas características fundamentais para os OA: reusabilidade, estar no formato digital, ser mais do que código executável (não se restringindo aos programas de computador), possuir aderência aos padrões abertos e serem voltados à aprendizagem. Os OA normalmente são constituídos de recursos da própria plataforma de desenvolvimento como demais mídias existentes, como: som, imagem, vídeo, etc.

A reusabilidade destes OA pode ser vista como adaptações desses objetos para novos contextos de aprendizagem, adaptação essa que pode ser realizada por qualquer usuário final, seja aluno ou professor (TAROUCO et al 2003). A

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16 reusabilidade colabora, ainda, para reduzir o tempo e o esforço na construção/adaptação de novos objetos (PRESSMAN, 2006), sendo que, para isso, eles necessitam de ter uma estrutura que suporte esta adaptação, e os usuários possam localizá-los e recuperá-los (adquiri-los) em um determinado local. Na busca por resultados, este local deve apresentar resultados coerentes daquilo que, efetivamente, está armazenado.

O armazenamento e recuperação dos OA são realizados por meio de repositórios, isto é, um dispositivo de armazenamento de objetos que tem a capacidade de manter e gerenciar material por longos períodos de tempo e prover o acesso apropriado (VIANA, 2006). Recursos deste tipo permitem que os usuários consultem ou naveguem em diretórios de usuários, organizações ou recursos, sem ter a necessidade de conhecer detalhes sobre os objetos armazenados nestes diretórios (TAROUCO et al,2003). Para Kuramoto (2006), um repositório é uma forma de armazenamento de objetos que tem a capacidade de manter e gerenciar material por longos períodos de tempo, e assim como prover o acesso apropriado. De acordo com Nunes (2004), os repositórios de objetos de aprendizagem são bancos que armazenam objetos educacionais e seus metadados. Para isso, os recursos neles armazenados necessitam de que sejam adequadamente catalogados para que possam ser recuperados quando e como necessário. Esta é uma característica da re-usabilidade, que, segundo Katz, é o grau em que um módulo ou outro produto do trabalho podem ser utilizados em mais de um sistema/programa (KATZ apud GONÇALVES,2006).

O termo metadado significa dado sobre o dado, e ele corresponde às informações estruturadas que descrevem, explanam, localizam ou facilitam recuperar, usar ou gerenciar um recurso de informação (HODGE, 2001). Os metadados são, portanto, a catalogação do dado ou descrição de um recurso eletrônico (SOUZA, VENDRUSCULO e MELO, 2000). Eles informam as partes importantes do objeto digital e indicam a sua localização (ARELLANO, 2004). Segundo Marchi e Costa (2004), os metadados funcionam de forma semelhante a um catálogo de biblioteca, fornecendo informações sobre um determinado recurso, promovendo a interoperabilidade, identificação, compartilhamento, integração, utilização, reutilização, gerenciamento e recuperação dos mesmos de maneira mais eficiente. O conjunto e a representação dos metadados de um OA podem ser denominados de “Estrutura de Informação” de um OA. Tal estrutura de informação

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17 contém elementos principais que o descrevem como um todo, incluindo detalhes sobre sua estrutura interna.

Catalogar um objeto significa descrevê-lo por meio de seus diferentes aspectos e características. É um processo particular de cada repositório, podendo ser manual ou automatizado, restrito a um grupo de usuário, utilizar metadados conforme anteriormente mencionado, entre outras características. Os mecanismos de busca dos repositórios dependem diretamente dessa catalogação, tendo em vista que são através dessas descrições que os usuários localizam tais objetos. Sendo assim, uma catalogação consistente possibilita aos mecanismos de busca melhores resultados, enquanto uma má catalogação, com descrições inadequadas, por exemplo, apresenta resultados inconsistentes com o que efetivamente está armazenado.

No contexto brasileiro, o início das pesquisas sobre recursos educacionais teve seu início auxiliado pelo Governo Brasileiro através do Ministério da Educação (MEC), que vem buscando, por meio de parcerias com instituições nacionais, difundir o uso dos recursos educacionais digitais no âmbito escolar. Como resultado destas primeiras parcerias, foi criada a Rede Interativa Virtual de Educação (RIVED)1, um programa da Secretaria de Educação a Distância (SEED) que tem por

objetivo a produção de conteúdos pedagógicos digitais, na forma de OA. Em 2004 a SEED transferiu o processo de produção de objetos de aprendizagem para as Instituições de Ensino Superior (IES) cuja ação recebeu o nome de Fábrica Virtual. Esse programa tem por objetivo estimular o raciocínio e o pensamento crítico dos estudantes, associando o potencial da informática às novas abordagens pedagógicas. Desta forma, as metas que o RIVED espera alcançar, com a disponibilidade destes conteúdos digitais, é de melhorar a aprendizagem das disciplinas da educação básica e a formação cidadã do aluno (RIVED,2008).

Assim como o RIVED, outros repositórios são tidos como referência no âmbito nacional, como os que seguem:

• Banco Internacional de Objetos Educacionais (BIOE)2; • Laboratório Didático Virtual (LabVirt)3;

1 http://www.rived.mec.gov.br 2 http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/ 3 http://www.labvirtq.fe.usp.br/indice.asp

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18 • Coletânea de Entidades de Suporte ao uso de Tecnologia na

Aprendizagem (CESTA)4.

Diferente do BIOE, que é um projeto do Governo Federal, os demais repositórios são mantidos por instituições de ensino. O LabVirt é uma iniciativa da Escola do Futuro da Universidade de São Paulo (USP), do CESTA a instituição mantenedora é o CINTED (Centro Interdisciplinar de Novas Tecnologias na Educação) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

O referente contexto dessa dissertação de mestrado são os repositórios de objetos e o processo de catalogação dos mesmos, conforme objetivo e hipótese delimitados a seguir.

1.1. Objetivos

O objetivo principal desta Dissertação é desenvolver um mecanismo de catalogação de OAs em repositórios que permitam a recuperação dos mesmos através de todo e qualquer conteúdo na forma textual ou metadado que este possua. Vale ressaltar que a recuperação através de pesquisa aos elementos não textuais dos objetos não está inserida no contexto desta dissertação. Por outro lado, como não faz sentido persistir apenas a parte textual e os metadados de um objeto, e sim este OA de forma completa, a catalogação de todos elementos se faz necessária.

O objetivo da Dissertação foi delineado considerando-se a hipótese de que automatizando o processo de catalogação de objetos nos repositórios, por meio de um framework, o índice de OAs localizados, seria aumentado. Essa hipótese foi levantada a partir da análise do processo de catalogação e recuperação de OAs nos diferentes repositórios nacionais citados (detalhado no Capítulo 3) e com base um conjunto de atividades de extensão realizados com professores e alunos de ensino médio no período de 2006 a 2008 na universidade X. Durante várias oficinas realizadas constatou-se que tanto professores quanto alunos tinham dificuldade para localizar objetos nos repositórios a partir de palavras-chave e termos que, em princípio, deveriam retornar objetos existentes nos repositórios que eram de conhecimento da equipe ministrante das oficinas. Fato este que também foi detectado durante o I Encontro Técnico dos Programas Mídias na Educação e

4

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19 RIVED, fazendo com que OA deixassem de ser localizados pelos mecanismos de busca do repositório.

Considerando, no entanto, a impossibilidade de tratar de todos os repositórios no escopo de uma dissertação, ainda que a análise inicial tenha envolvido vários repositórios, a implementação feita visou a atender, inicialmente, o repositório RIVED, uma vez que a UENF participou do projeto, assim como o autor dessa dissertação atuou no mesmo de 2004 a 2008. No entanto, conforme será explicitado nas considerações finais, o framework proposto pode ser utilizado também em outros repositórios.

Esta Dissertação propõe-se também a atingir os seguintes objetivos específicos:

• persistir e consultar OA independente das tecnologias de SGBD (Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados) utilizados pelas equipes do Rived;

• evitar que equívocos oriundos do processo de catalogação manual reflita na localização de objetos;

• validar se a parte textual do OA possui uma estrutura de informação que possibilite a persistência;

• possibilitar a criação/configuração de um banco de dados que suporte a persistência e consulta de OA;

• permitir que todos os arquivos relacionados com o OA estejam também disponíveis para aquisição (imagens, sons, vídeos, etc);

• identificar o recurso no qual a palavra pesquisada é apresentado no objeto: botão, texto, crédito, cena, cenário, etc.;

• agrupar e disponibilizar ao usuário um conjunto de objetos que existem correlações entre si.

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20 1.2. Estrutura da Dissertação

Esta Dissertação está organizada em cinco capítulos, além da presente introdução.

O capítulo 2 apresenta a metodologia utilizada para analisar a forma de catalogação e recuperação de OA em repositórios.

A análise dos repositórios e a proposta de uma estrutura de informação estão presentes no capítulo 3. A análise dos repositórios serviu para, além de traçar um comparativo dos recursos e funcionalidades desejáveis para um repositório, apontar as deficiências dos mecanismos de buscas e detectar alguns serviços adicionais nestes repositórios. Apesar de terem sido analisados vários repositórios, foi escolhido o RIVED para uma análise mais detalhada, onde no Capítulo 4 é apresentado é proposta uma estrutura de informação padronizada a partir da qual foi proposto o mecanismo de persistência.

O capítulo 5 apresenta a arquitetura do framework. O projeto arquitetural é a forma no qual os componentes que compõe o framework está organizado. Foram delineados três componentes básicos para a arquitetura: controller, domainobject e persistence. A funcionalidade do controller é responsável por controlar todas as solicitações feitas e encaminhar, às entidades responsáveis, o tratamento das informações. A funcionalidade do domainobject possui todos os objetos e relacionamentos existentes na estrutura de informação, preenchendo-os com os dados extraídos dessa estrutura. Para fins de testes, será selecionado um banco de dados para auxiliar na modelagem dos objetos deste componente. A funcionalidade do persistence é o componente mais relacionado ao SGBD, sendo responsável por fazer tanto as transações de persistência como as de consulta de OA.

A implementação do framework está descrita no capítulo 6, onde são apresentadas as tecnologias empregadas, as classes e alguns trechos de código. Por meio da linguagem de programação selecionada, é mostrada a forma como os conteúdos são extraídos, a busca e persistência de OA, a validação e a consulta nos metadados do SGBD. É apresentado neste capítulo, também, como o mapeamento objeto-relacional é implementado em cada um dos objetos da domainobject.

Finalmente, o sétimo e último capítulo apresenta as considerações finais, demonstrando alguns resultados obtidos com testes realizados com o framework. Assim como alguns trabalhos futuros.

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2. Metodologia

Este capítulo busca apresentar a metodologia utilizada para solucionar o problema de persistência (armazenamento) de objetos de aprendizagem em repositórios de forma que, na recuperação dos mesmos, todas as informações – conteúdos e metadados – sejam utilizadas. Para isso, as seguintes fases foram estabelecidas:

1. análise da forma de recuperação de informação dos principais repositórios de objetos de aprendizagem no âmbito nacional;

2. análise do processo de cadastramento de objetos em um repositório específico;

3. proposta de padronização da estrutura de informação de Objetos de Aprendizagem, para fins de cadastramento e consulta;

4. análise de linguagens, ferramentas e SGBD para a persistência de Objetos de Aprendizagem que sigam a estrutura de informação proposta;

5. projeto e modelagem de framework de persistência;

6. modelagem do banco de dados para suportar a estrutura de informação proposta;

7. implementação do Framework de Persistência de Objetos de Aprendizagem (FPOA);

8. validação do FPOA.

Cada uma dessas fases é descrita nas subseções a seguir.

2.1 Análise da forma de recuperação de informação dos principais repositórios de objetos de aprendizagem de âmbito nacional

A primeira etapa deste trabalho constituiu na identificação dos principais repositórios de OAs em âmbito nacional. Depois de identificados os repositórios,

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22 foram realizados testes com o objetivo de localizar e coletar OA. Principalmente, se esses repositórios ofereciam algum mecanismo de busca que permitisse ao usuário localizar um OA mediante alguns parâmetros fornecidos. Este processo é conhecido como recuperação de informações. Tais mecanismos poderiam ser otimizados com a utilização de filtros que permitissem, por exemplo, encontrar objetos produzidos para uma determinada faixa etária, tecnologia, pedagogia, etc. Alguns dos repositórios analisados foram o do próprio RIVED5, o do Banco Internacional de

Objetos Educacionais6, o Labvirt7 e o CESTA8.

2.2 Análise do processo de cadastramento de objetos em um repositório específico

Considerando a impossibilidade de contemplar, em uma Dissertação de mestrado, todos os repositórios mencionados, foi selecionado o do RIVED, para análise detalhada. Optou-se por este repositório porque, além de ser um repositório criado pelo Governo Federal, através do MEC/SEED, é também um repositório membro da RELPE (Red Lationamericana de Portales Educativos). Dessa maneira, há uma produção colaborativa de módulos educacionais e troca de experiências entre países latino-americanos. Outro ponto que reforça a escolha desse repositório é a de que a equipe da UENF integra o projeto RIVED desde o seu início, o que facilita o reuso de conhecimento e a experiência adquirida em trabalhos anteriores como base para esta Dissertação.

Com base nisso, foi feita uma análise do processo de cadastramento de OAs no RIVED. Como esse processo envolve diferentes equipes integradas, no que é conhecido como projeto Fábrica Virtual5, delimitou-se a pesquisa para as equipes da área de domínio da Química, uma vez que, conforme já mencionado, a equipe da UENF é integrante deste projeto e também atua nessa área.

Essa segunda fase consistiu em levantar os requisitos para se criar a estrutura de informação padronizada, o que foi feito a partir da análise dos 5 http://www.rived.mec.gov.br 6 http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/ 7 http://www.labvirtq.fe.usp.br/indice.asp 8 http://www.cinted.ufrgs.br/CESTA/

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23 elementos que são armazenados, persistidos, nos repositórios, isto é, os objetos de aprendizagem. Dessa forma, foi possível descobrir como e quais os recursos foram utilizados. Por exemplo: tipos de botões, disposição dos textos na tela, tipos de textos, som, vídeo, etc. Também fez parte dessa análise detectar a existência de uma estrutura de informação, ou seja, analisar se havia ou não uma organização, se eram utilizados metadados, etc. Para isso, foi criado um checklist com o objetivo de coletar os recursos de todos OAs analisados para que, no final, eles servissem de requisitos para a elaboração de uma estrutura de informação padrão.

Quadro 2.1 - Equipes de Química do RIVED

Equipe Endereço

MEC http://www.rived.mec.gov.br/

RIVED-UNESP

Universidade do Estado de São Paulo (UNESP) http://www.nec.prudente.unesp.br/tableless/rived_geral.php RIVED-UENF

Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF)

http://www.tic.uenf.br

RIVED-UFMA

Universidade Federal do Maranhão (UFMA) http://www.gia.deinf.ufma.br/~rived/ RIVED-UFU

Universidade Federal de Uberlândia (UFU) http://www.rived.ufu.br/ RIVED-UNIFRA

Centro Universitário Franciscano (UNIFRA) http://sites.unifra.br/rived/ RIVED-UFC

Universidade Federal do Ceará (UFC) http://www.proativa.vdl.ufc.br/

Na análise dos repositórios, com as próprias equipes, foram coletadas as seguintes informações sobre: repositórios, principalmente se, efetivamente, existiam repositórios; a tecnologia empregada; a metodologia de armazenamento utilizada, etc.

Assim, como na análise dos OAs, o escopo desta pesquisa ocorreu em torno das equipes do domínio da Química e o próprio portal do RIVED. Para o levantamento desses requisitos, foram realizadas interações com os responsáveis

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24 pelas equipes, bem como testes nos próprios repositórios. As equipes pesquisadas, bem como seus responsáveis, estão descritos no Quadro 2.1.

2.3 Proposta de padronização da estrutura de informação para fins de cadastramento de OAs

O primeiro passo para a elaboração da estrutura de informação padronizada, foi fazer uso do objeto propriamente. Quando não era possível localizar o OA nos repositórios, foi solicitado, aos responsáveis de cada equipe, o envio dos objetos para análise. Os objetos coletados foram utilizados por dois integrantes da equipe de implementação da RIVED-UENF. O objetivo foi simular a execução de um OA por um usuário qualquer (aluno ou professor), porém, sob um ponto de vista mais técnico. Com isso, pôde-se descobrir, de forma prática, quantos recursos estavam disponíveis e como interagiam entre si e com o usuário.

A Modelagem de Dados Conceitual é a etapa responsável pela identificação dos requisitos de informação do negócio e pela estruturação do banco de dados em um nível lógico. Com base nessas análises, iniciou-se a etapa de modelagem, cujo objetivo foi transformar todos esses requisitos em diagramas. Segundo Booch (2000), o diagrama é uma representação gráfica de um conjunto de elementos, geralmente representados como gráficos de itens e relacionamentos, que possibilita poderá visualizar o sistema a ser modelado.

Sabendo-se que há vários diagramas, foi selecionado, para este trabalho, o Diagrama de Classes UML (Unified Modeling Language)9 como ferramenta de modelagem dos requisitos para se criar a estruturação de informação padrão. De acordo com Melo (2004), quando se identifica características e operações similares em objetos distintos, realiza-se a sua classificação, ou seja, identifica-se classes. Assim como na análise dos objetos, essa modelagem foi feita pelos integrantes da equipe RIVED-UENF, pois tinham esta etapa em comum como parte da pesquisa do mestrado do LEPROD.

Além dos recursos dos próprios objetos, existem outros conteúdos que são necessários em um OA. Sob a prerrogativa da localização de objetos, é necessário

9

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25 também um conjunto de informações que descrevem o OA de maneira mais genérica e abrangente. Os metadados, como são chamadas essas informações adicionais, além de fornecer dados extras, permitem buscas rápidas com a utilização de diversos filtros (NUNES, 2002). Portanto, na elaboração da estrutura de informação, foi considerado também o uso de padrões de descrição de OAs.

De acordo com Tarouco (2003), a adoção de padrões abertos tem como objetivo alcançar independência de plataforma onde os objetos vão ser exibidos/executados. Desta forma, optou-se pelo padrão mais adequado. O escolhido foi o LOM (Learning Object Metadata), padrão definido pela IEEE (IEEE, 2002). O LOM descreve um OA por meio de nove categorias.

A fim de modelar a estrutura de informação, foi necessário utilizar uma ferramenta CASE (Computer-Aided Software Engineering) que auxiliasse o desenvolvedor na elaboração do diagrama. Essas ferramentas auxiliam nas atividades de Engenharia de Software, desde a análise de requisitos até a programação e testes. Existem ferramentas como o Rational Rose10 da IBM e o JUDE/Community (Java and UML Developers' Environment). O primeiro é um software amplamente utilizado na comunidade de modelagem UML, porém proprietário. O segundo permite os usuários modelarem os mesmos diagramas que o primeiro. Por ser distribuído de forma gratuita, foi o selecionado para o desenvolvimento desta Dissertação.

Houve a necessidade de escolher uma linguagem pela qual o modelo proposto pudesse ser representado fisicamente, permitindo assim, que os OAs fossem elaborados com base nessa estrutura. Para isso, fez-se necessária a realização de uma análise das linguagens mais apropriadas para implementação dessa estrutura padrão. Um fator muito importante na escolha da linguagem era a interoperabilidade do OA, ou seja, integrá-lo com outros sistemas e assim, reutilizá-lo de forma simples e rápida.

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26 Para fim desta etapa, foi feita uma Prova de Conceito do modelo sugerido para validar a estrutura de informação proposta. De acordo com Wysocki (2006), a Prova de Conceito pode corresponder a qualquer um dos seguintes casos:

• criação de um protótipo; • um estudo de viabilidade; • casos de uso;

storyboarding;

• qualquer atividade que demonstre o valor de negócio.

Nesta Prova, foi utilizado um objeto ainda em desenvolvimento pela própria equipe RIVED-UENF, onde um protótipo foi criado com base na estrutura de informação proposta. Como resultado, foi possível tanto extrair todos as informações utilizadas no OA através do framework desenvolvido.

2.4 Análise de linguagens, ferramentas e SGBD para a persistência

Fazendo-se necessária a análise das linguagens e padrões de metadados para a implementação da estrutura de informação, também é fundamental um estudo das linguagens para a implementação do framework. Para Wirfs-Brock (WIRFS-BROCK apud MURTA, 1990) um framework deve ser implementado como um conjunto de classes formando uma arquitetura de alto nível com o objetivo de solucionar um determinado problema. Assim, o framework pode ser adaptado para atender várias necessidades dentro de um mesmo domínio. Por isto, a modelagem deste recurso deverá primar, principalmente, pela independência de plataforma tecnológica.

As linguagens de programação Orientada a Objeto, como o Java, além de diminuir a distância entre o mundo real e a modelagem computacional (SEBESTA, 2003), permitem que sistemas sejam adaptados a diferentes contextos, o que aumenta o nível de reusabilidade.

Um software que oferecesse integração entre a linguagem escolhida e recursos que auxiliasse o desenvolvimento, foi selecionado como plataforma de

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27 implementação. Assim, recursos da API (Application Programming Interface) da Linguagem, integração com Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD), assim como a engenharia reversa, estão disponíveis para o desenvolvedor. Estima-se que, com o uso dessa plataforma, reduza-se o tempo com a implementação.

A análise dos Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) consiste em selecionar um SGBD que possua um conjunto de metadados que represente toda sua estrutura de bancos, tabelas e atributos. Dessa forma, o framework, antes de persistir as informações, pode verificar se o banco de dados possui uma estrutura adequada ou não. Normalmente, esse conjunto de metadados é padronizado, podendo ter variações particulares entre os SGBD. Vale ressaltar que o sistema escolhido é utilizado somente para testes, visto que o Fábrica Virtual não obriga que cada equipe possua seu próprio repositório. Cada equipe pode usar (ou não) diferentes tipos de SGBD. Foram analisados, portanto, os repositórios existentes, inclusive o do RIVED, e as potencialidades que cada um pode oferecer ao projeto.

2.5 Projeto e modelagem do framework

Depois de analisados os requisitos do framework, teve início a etapa do projeto arquitetural, que é a forma na qual os componentes que compõem um sistema estão organizados. Esse projeto deve contemplar um mecanismo que persista, em um banco de dados, todos os conteúdos e metadados extraídos automaticamente da estrutura de informação anteriormente elaborada. Conseqüentemente, todo e qualquer OA persistido poderá ser localizado por meio de qualquer uma destas informações extraídas. Por conseguinte, o Framework de Persistência de Objetos de Aprendizagem (FPOA), como será denominado, além de prover o serviço essencial de persistência, poderá também prover o de consulta de OA. Para qualquer um desses serviços, diversas etapas são executadas, sempre reportando os estados de sucesso ou falha para o sistema que o invocou.

Segundo Pressman (2006), um estilo arquitetural é uma transformação imposta sobre o projeto de um sistema completo, estabelecendo, assim, uma estrutura para todos os componentes do sistema. O nível de abstração reflete o estilo arquitetural do projeto, que por sua vez pode ser caracterizado por um ou mais

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28 estilos arquiteturais. Para uma melhor organização da estrutura, deve-se identificar os componentes/tarefas que atuam sobre um contexto em comum. Um diagrama de componentes (Capítulo 5) foi elaborado para representar a arquitetura selecionada para o FPOA.

2.6 Modelagem do banco de dados

Com base no diagrama de classe que representa a estrutura de informação, foi iniciada a modelagem do banco de dados. Vale ressaltar que a escolha das ferramentas na etapa de análise de linguagens, ferramentas e SGBD teve papel fundamental neste instante. Algumas ferramentas podem fazer com que os diagramas modelados derivem automaticamente em novos modelos, diminuindo, assim, o “retrabalho” e eliminando qualquer equívoco feito pelo desenvolvedor. Estas ferramentas exportam também o código DDL (Data Definition Language) de criação das tabelas, atributos, tipos, etc., bastando o desenvolvedor apenas importá-la no SGBD escolhido. Fato este que foi utilizado para a estruturação do banco de dados PostgreSQL11.

2.7 Implementação do FPOA

Após definidas as linguagens e a plataforma com a qual será implementado o framework, dá-se início a penúltima etapa. As informações que serão armazenadas nos repositórios serão extraídas da estrutura de informação anteriormente elaborada, permitindo, assim, que a localização de objetos por qualquer conteúdo seja feita de forma eficiente. O intuito de se fazer um framework é para que o modelo criado na equipe UENF-RIVED possa ser incorporado às outras equipes, inclusive no próprio MEC. Espera-se que com esta arquitetura as equipes possam continuar trabalhando com suas tecnologias web, de SGBD, etc., mas, persistindo os dados de forma eficaz.

A implementação do FPOA contou com alguns recursos da Engenharia Reversa oferecida pelas ferramentas selecionadas. Tem-se como exemplo a

11

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29 geração automática das classes que extraem os conteúdos e os enviam a camada de persistência. Tal fato só foi possível mediante a integração do Eclipse12 com o

SGBD PostgreSQL.

2.8 Validação do FPOA

A validação do FPOA constituiu em testar os serviços de persistência e consulta de OA. Para o primeiro serviço, teve que haver uma adaptação de alguns OAs que não foram implementados com a estrutura pensada à estrutura proposta, a fim de que fossem realizados os devidos testes. Inclusive, uma destas adaptações aconteceram com os objetos desenvolvidos pela própria equipe RIVED-UENF. Nestes testes foi verificado se o armazenamento dos conteúdos foi bem sucedido e se houve o retorno de falhas para o usuário ao se detectarem problemas na catalogação. Problemas estes que podiam ser provenientes de equívocos do próprio usuário, como inconsistência nos próprios dados, tais como: campos vazios, tipos errados, estrutura inconsistente, etc. Para as consultas, foi verificado se o mecanismo de busca do FPOA localizava objetos através de qualquer uma das suas informações: conteúdos (cena, cenário, botões, textos, etc.) e/ou metadados.

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30

3 Análise dos repositórios de OA

Considerando o grande volume de OA que vem sendo produzido, há necessidade de um local para organizá-los e disponibilizá-los a fim de que usuários tenham acesso aos mesmos de forma distribuída. O que possibilita a criação de um ciclo informacional (CAMARGO, 2007), onde os usuários poderão adquirir este material e assim construir um novo contexto de aprendizagem (TAROUCO, 2003).

Comumente, o armazenamento e o acesso aos OA são realizados por meio de repositórios. Segundo Kuramoto (2006), o Brasil ocupa o quarto lugar no ranking de países detentores de repositórios, subsidiado pela iniciativa dos arquivos abertos – Open Archives Initiative (OAI). Já Chapple (2009) descreve repositório como uma coleção de recursos que podem ser acessados para recuperar informações, podendo ser composto por diversos bancos de dados conectados por um mecanismo de busca.

Os repositórios podem ser projetados para armazenar diversos tipos de conteúdos. Isso faz com que alguns deles sejam classificados de acordo com o tipo de informação armazenada. Essas classificações podem se basear simplesmente no tipo da mídia que está armazenada, como é o caso dos repositórios de imagens, sons, vídeo, textos, etc., ou a integração deles para auxiliar o processo de ensino-aprendizagem, que é o caso das TIC (Tecnologias da Informação e Comunicação). Segundo Takahashi (2000, p.156), as TIC são utilizadas para tratamento, organização e disseminação de informações. No contexto da educação, elas modificaram substancialmente a base da educação, uma vez que impõem aos professores outra postura que não mais a do simples assimilador/ repassador de conteúdos e informações (PRETTO e SERPA, 2001). Dos repositórios deste tipo destacam-se os de Objetos de Aprendizagem (OA).

Nunes (2004) descreve repositórios de Objetos de Aprendizagem como bancos de dados que, além de armazenarem os OAs, devem persistir os seus metadados. Assim, o uso de metadados colabora para que o usuário localize de forma mais rápida o objeto desejado, pois permite que sejam criados filtros para encontrar algo produzido, por exemplo, para uma faixa etária ou que utilize determinada tecnologia ou pedagogia. Ainda, segundo o próprio autor, os repositórios ajudam a organizar e a distribuir os objetos, facilitando inclusive sua utilização em cursos online.

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31 Grande parte dos repositórios de OA existentes é multidisciplinar. O MERLOT (Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching), por exemplo, é um dos repositórios mais utilizados pela comunidade de ensino a distância, por manter suas funcionalidades sempre em consonância com as tendências internacionais. Os repositórios de OA que atualmente mais se destacam no âmbito nacional são: o Rede Internacional Virtual de Educação (RIVED), o Banco Internacional de Objetos Educacionais (BIOE), o Laboratório Didático Virtual (LabVirt) e o Coletânea de Entidades de Suporte ao uso de Tecnologia na Aprendizagem (CESTA). Considerando que o foco desta Dissertação está na análise de repositórios de OA, restringiu-se o escopo aos principais repositórios nacionais, cuja discriminação está no Quadro 3.2.

Quadro 3.2 - Repositórios de OA nacionais

Nome Link Instituição Mantenedora Descrição

RIVED - Rede Internacional Virtual de Educação http://www.rived.me c.gov.br MEC – Ministério da Educação Repositório de OA do projeto Fábrica Virtual Banco Internacional de Objetos Educacionais http://objetoseducaci onais2.mec.gov.br/ MEC – Ministério da Educação

Repositório com diversos tipos de recursos educacionais, tal como vídeo, som, animação, simulação, etc. LabVirt - Laboratório Didático Virtual http://www.labvirtq.f e.usp.br/indice.asp USP – Universidade de São Paulo

Repositório com diversos tipos de recursos educacionais incluindo artigos, discussões, fórum, etc. CESTA - Coletânea de Entidades de Suporte ao uso de Tecnologia na Aprendizagem http://cesta.cinted.uf rgs.br/ UFRGS – Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Repositório com diversos recursos multimídia mas necessita de autenticação (login e senha) para a navegação.

A análise dos repositórios consistiu em identificar os recursos que pudessem influenciar diretamente no resultado das buscas por objetos. Assim, os critérios utilizados nessa análise foram: eficiência dos mecanismos de busca, tipos de busca oferecidos (simples ou avançada), utilização de algum padrão de metadados, forma

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32 de catalogação e tecnologias associadas (quando houver), restrição de acesso e uso de arquivos indexados. Outro aspecto importante analisado foi o tempo de resposta, ou seja, o tempo decorrido entre a solicitação da busca e o resultado apresentado ao usuário.

Na análise dos mecanismos de busca, foram utilizados os seguintes critérios de pesquisa: nome, objetivo e conteúdo. A pesquisa por nome comparou o nome fornecido pelo usuário com o título do OA. A pesquisa por objetivo consistiu em localizar os OA armazenados que possuíam objetivos (cadastrados no sistema) iguais aos desejados pelo usuário. Normalmente, esses objetivos são definidos pelas equipes que desenvolvem os OA. Já a pesquisa por conteúdo consistiu em localizar um objeto por meio de uma informação (textual) que é exibida durante a sua execução. Alguns destes mecanismos de busca podem dispor de filtros, permitindo o usuário parametrizar suas consultas. Essas restrições podem variar desde o título do OA até aos metadados dos objetos, tais como: autor, nível de interação, tecnologia, etc. Para obter as palavras utilizadas em cada um dos critérios, foi necessário coletar um objeto de forma aleatória – do domínio da Química – identificar suas palavras relevantes e testá-las nos mecanismos de busca. Com exceção para os repositórios do RIVED e BIOE que possuem o OA Usina: Lei dos Gases, desenvolvido pela própria equipe RIVED-UENF.

De acordo com Tarouco (2003) a adoção de padrões tem como objetivo alcançar independência de plataforma. Em razão disso, a presença de padrões de metadados pode, portanto, aumentar significativamente a localização de OA, pois a descrição para tais atributos é feita de maneira mais genérica e abrangente. Alguns deles foram criados especificamente para OA como é o caso do LOM (Learning Object Metadata). O conjunto de metadados, descritores dos OA, colabora para que as informações estejam cada vez mais consistentes e, conseqüentemente para uma localização mais eficaz. Alguns padrões podem ser por outro lado, estritos demais, não considerando algumas categorias, ou, abrangentes demais, ao ponto de ter alguns campos preenchidos como nulo (em branco).

Catalogar um objeto significa descrevê-lo por meio de seus diferentes aspectos e características. Em sistemas computacionais, esse processo pode ser manual ou automatizado. O manual depende de um usuário que identifique os conteúdos mais relevantes de um OA e os cadastre em um banco de dados. No automatizado, a detecção e o armazenamento de tais conteúdos é feita bastando o

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33 usuário indicar o local de onde as informações devem ser extraídas. A catalogação pode também ser auxiliada por tecnologias que agilizam a busca e a recuperação dos objetos, principalmente quando se trata de grandes volumes de informações.

O critério da restrição de acesso pode fazer com que o repositório requeira do usuário algum tipo de autenticação para visualizar, recuperar (obter) ou, até mesmo, catalogar objetos no repositório. Nesse caso, pode-se criar diferentes políticas para cada usuário, bem como prover alguns recursos de segurança, tais como: controle de sessão, alteração de dados, etc. Sendo assim, se o usuário não possuir tais privilégios, ele sequer pode consultar um OA.

As informações contidas nos repositórios são normalmente referentes aos objetos nele armazenados. Porém, alguns repositórios indexam informações de outros repositórios, servindo assim de links (referências) para outros repositórios e/ou sites que efetivamente os armazenam. Os arquivos localizados em um repositório, e que estão disponíveis em outro(s) local(is), são chamados de índices. Quando esse atributo é multivalorado, o usuário tem a possibilidade de recuperar tal OA de diversas fontes, aumentando, assim, o nível de disponibilidade de tais recursos.

Foram analisados também os serviços que cada repositório oferece, ou seja, as opções que são disponibilizadas aos usuários quando se localiza um determinado OA, tal como opções de downloads, visualizações do OA, comentários sobre o OA, forma de upload de OA (gratuita ou restrita), etc. A análise de cada repositório frente aos critérios e categorias está discriminada nas subseções a seguir.

3.1 Rede Internacional Virtual de Educação – RIVED

O governo Brasileiro, através do Ministério da Educação (MEC), vem buscando por meio de parcerias com instituições nacionais difundir o uso de recursos educacionais digitais no âmbito escolar. Uma dessas parcerias é a Rede Interativa Virtual de Educação – RIVED (http://www.rived.mec.gov.br), um programa da Secretaria de Educação a Distância (SEED) que tem por objetivo a produção de conteúdos pedagógicos digitais na forma de OA. Segundo RIVED (2009), tais conteúdos primam por estimular o raciocínio e o pensamento crítico dos estudantes, associando o potencial da informática às novas abordagens pedagógicas. A meta que pretende-se atingir ao disponibilizar esses conteúdos digitais é melhorar a

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34 aprendizagem das disciplinas da educação básica e a formação cidadã do aluno (RIVED, 2009).

A catalogação dos objetos no RIVED é feita pela própria administração do projeto – MEC – onde as equipes enviam aos responsáveis o OA juntamente com outros documentos solicitados. Nesse processo destacam-se dois documentos: o Guia do Professor e o Formulário de Cadastramento. O Guia do Professor é um material que enriquece o repertório do professor com dicas e sugestões importantes para a condução das atividades em sala de aula (PRATA, 2006). Já o Formulário de Cadastramento é um documento preenchido pelas equipes que reúne tudo relativo ao conteúdo, às funcionalidades e aos objetivos de um OA. Em seguida, os responsáveis do projeto retiram as informações deste arquivo e os cadastram no repositório junto com o OA.

Figura 3.1 - Site do Repositório do RIVED

Disponível em: www.rived.mec.gov.br. Acesso em: 09/02/2009.

A Figura 3.1 representa a página de localização dos OA do RIVED. A área destacada representa os parâmetros (filtros) que o usuário pode inserir para a pesquisa de um objeto. Ao todo são dois campos: nível de ensino e área de conhecimento. Para o nível de ensino, é possível selecionar Ensino Médio, Fundamental, Profissionalizante e Superior. Já as opções da área de conhecimento

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35 são: Artes, Biologia, Biologia – Ensino Superior, Ciências, Engenharia – Ensino Superior, Filosofia, Física, Geografia, História, Matemática, Português, Química e Todos. É através do campo palavra-chave que o mecanismo de busca do RIVED localiza os objetos através do título, descrição, objetivo, categoria e tecnologia. Estes campos podem ser visualizados quando um OA é localizado. Neste caso, é apresentado um botão denominado Detalhes.

3.1.1 Testes de buscas de objetos

Ao acessar o repositório do RIVED, o usuário tem acesso diretamente à página de pesquisa de OA. A consulta e a recuperação dos objetos podem ser efetuadas a qualquer instante, sem nenhum tipo de restrição. Para analisar o processo de busca, foi selecionado um objeto de conteúdo qualquer que possuísse a palavra chave “pH”, independente do nível de ensino e da área de conhecimento. Como resultado, o repositório encontrou mais de 200 objetos, desde a área da Química (OA Usina: Lei dos Gases – Química – 2ª série Ensino Médio) até a área das Artes (OA Zorelha – Artes/Música – 3ª série Ensino Médio).

Uma busca com o intuito de localizar um OA desenvolvido pela própria equipe RIVED-UENF foi realizada para o teste de conteúdo. Nessa pesquisa foi selecionada a palavra “vinhoto”. Esse conteúdo é utilizado no OA “Usina: Lei dos Gases”, desenvolvido pela equipe RIVED-UENF. Como pode ser observado na Figura 3.2, esse conteúdo é mostrado em primeiro plano – como texto principal – para o usuário. Para essa categoria de busca, o site do RIVED não conseguiu localizar tal OA.

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Figura 3.2 - OA "Usina: Lei dos Gases" em execução

Além das informações mostradas ao usuário quando um OA é localizado, o RIVED permite também que o usuário realize as seguintes tarefas:

• download do OA;

• visualização online do OA;

• download do Guia do Professor (GP);

• efetuar comentários;

• visualizar detalhes.

Na opção de download, o repositório envia para o usuário um arquivo de extensão .zip com todos os arquivos necessários para a execução do OA. Na visualização online, abre-se uma nova janela e a execução do OA é iniciada. Ao selecionar a opção download, do Guia do Professor, o usuário tem acesso a um arquivo .pdf ou .doc com as instruções necessárias para aplicar tal objeto nas salas de aula. Os comentários podem ser efetuados por qualquer usuário, elogiando, criticando ou qualquer outro tipo de comentário do OA em questão. Por fim, outras informações que não são apresentadas no resumo do objeto são disponibilizadas na opção detalhes, onde o usuário tem acesso a informações como tecnologia, tamanho, data de publicação e pré-requisitos. Esses serviços têm o próprio RIVED como fonte e destino destas informações, não tendo portanto nenhum tipo de

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37 relacionamento com outros repositórios. A Figura 3.3 seguinte mostra as informações referentes ao OA Zorelha. Na tela menor está presente o resumo do objeto juntamente com os botões de acesso aos serviços.

Figura 3.3 - Localização de um OA no repositório do RIVED

Na tela maior, em destaque, está a janela aberta ao clicar no link “detalhes”, onde, além das informações iniciais exibidas no resumo, são exibidos também: as tecnologias utilizadas, o tamanho, a data de publicação, os pré-requisitos, observações e autoria.

3.1.2 Problemas encontrados no repositório do RIVED

O primeiro problema encontrado é referente aos filtros disponibilizados. Pois, no campo Área de Conhecimento, as opções “Biologia – Ensino Superior” e “Engenharia – Ensino Superior” são disponibilizadas independente do Nível de Ensino escolhido, ou seja, são opções fixas. As opções de filtragem também são muito limitadas, onde não se permite que o usuário localize um objeto por critérios baseados nas questões tecnológicas, educacionais ou, até mesmo, nas colaborações realizadas em um OA.

Outro problema acontece na localização dos objetos de forma genérica, ou seja, quando se deseja localizar objetos independentemente da área ou contexto

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38 escolhidos, como aconteceu no primeiro teste. Ao analisar a descrição ou os objetivos do OA “Zorelha”, por exemplo, não foi encontrado nenhum conteúdo referente à palavra “pH”, seja em textos, áudios, etc. Tal fato indica que a busca não trabalhou de forma eficiente (ou não há índices adequados).

Conforme apresentado anteriormente, as pesquisas feitas por conteúdos que efetivamente existem no objeto também apresentaram problemas. Para o conteúdo “vinhoto”, por exemplo, não foi encontrado nenhum objeto.

Figura 3.4 - Resultado da localização do repositório RIVED

O RIVED descreve os OA por um grupo limitado de informações que, ainda assim, não são utilizadas em sua totalidade, ou seja, apesar dos OA também serem descritos pelo seu tamanho, data de publicação, etc., esses campos não utilizados pelo mecanismo de busca. Utilizando as informações sobre a o tamanho e a data de publicação do OA “Zorelha”, não foi possível localizar tal objeto.

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Figura 3.5 - Localização de um OA no RIVED pela sua data de publicação

Ao entrar em contato com a coordenação do projeto RIVED, constatou-se que a catalogação dos OA é feita através de um processo manual, por meio de um formulário de cadastramento. Dessa forma, alguns conteúdos considerados importantes podem não estar disponíveis para as consultas, caso o preenchimento do Formulário de Cadastramento seja feito de forma incorreta, tornando as informações inconsistentes. O OA “Zorelha”, localizado no primeiro teste, aborda conteúdos sobre música, instrumentos, etc. A pesquisa no repositório usando a palavra chave “guitarra” sequer localizou algum objeto.

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Figura 3.6 - Resultado da localização pelo conteúdo "guitarra" no RIVED

O repositório do RIVED também apresentou de lentidão no processamento dessas consultas. Independente da quantidade de parâmetros passados, o tempo de resposta para apresentar os resultados na tela, consumiu, em média, 3 minutos para cada consulta realizada, de acordo com a plataforma anteriormente discriminada.

Os serviços disponíveis no RIVED são: • Download do GP;

• Inserir Comentário; • Visualizar Comentários; • Visualizar Detalhes;

• Visualização online do OA.

3.2 Laboratório Didático Virtual – LabVirt

O Laboratório Didático Virtual (LabVirt) é uma iniciativa da Escola do Futuro da Universidade de São Paulo cuja meta é aprimorar o aprendizado dos alunos por meio do esforço coletivo de escolas e universidades. Nesse contexto, a construção

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41 do conhecimento de cada aluno é feita de uma maneira mais contextualizada, menos fragmentada e mais significativa (Labvirt, 2009).

O Laboratório Didático Virtual tem como principal objetivo construir uma infra-estrutura pedagógica e tecnológica – comunidade de aprendizagem – que facilite o desenvolvimento de projetos de química e física nas escolas e incentive, no aluno, o pensamento crítico, o uso do método científico, o gosto pela ciência e, principalmente, a reflexão e compreensão do mundo que o cerca (LabVirt, 2009).

O centro da comunidade de aprendizagem é o próprio site do projeto que, com publicações, discussões, comentários, consultas e utilização, por todos os participantes do projeto, resulta em um centro de interação, troca e comunicação de informações, idéias e experiências.

Encontra-se do lado direito da página do LabVirt, na parte superior, o serviço de localização de objetos no repositório. Existe um campo disponível para a palavra-chave e outro parâmetro no qual deve ser escolhido o tipo de recurso a ser localizado, tal como: artigo, discussões, notícias, links, projeto, simulação, etc. O LabVirt também disponibiliza o serviço de busca avançada, permitindo ao usuário refinar suas buscas.

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Referências

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