“Ambiente de Aprendizado Ubíquo Youubi:
Design e Avaliação”
Por
Bruno de Sousa Monteiro
Tese de DoutoradoUniversidade Federal de Pernambuco posgraduacao@cin.ufpe.br www.cin.ufpe.br/~posgraduacao
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE INFORMÁTICA
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
BRUNO DE SOUSA MONTEIRO
“AMBIENTE DE APRENDIZADO UBÍQUO YOUUBI:
DESIGN E AVALIAÇÃO”
ESTE TRABALHO FOI APRESENTADO À PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO DO CENTRO DE INFORMÁTICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO.
ORIENTADOR: ALEX SANDRO GOMES
COORIENTADOR: FRANCISCO MILTON MENDES NETO
Catalogação na fonte
Bibliotecária Jane Souto Maior, CRB4-571
M775a Monteiro, Bruno de Sousa
Ambiente de aprendizado ubíquo youubi: design e avaliação / Bruno de Sousa Monteiro. – Recife: O Autor, 2015.
207 p.: il., fig.
Orientador: Alex Sandro Gomes.
Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Pernambuco. CIn, Ciência da computação, 2015.
Inclui referências e apêndice.
1. Engenharia de software. 2. Educação ubíqua. 3.
Computação ubíqua. 4. Geolocalização. I. Gomes, Alex Sandro (orientador). II. Título.
005.1 CDD (23. ed.) UFPE- MEI 2015-70
CENTRO DE INFORMÁTICA
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Ata de Defesa de Defesa de Doutorado do Centro de Informática da Universidade Fede- ral de Pernambuco, 23 de fevereiro de 2015.
Ao vigésimo terceiro dia do mês de fevereiro do ano de dois mil e quinze, às oito horas, no Centro de Informática da Universidade Federal de Pernambuco, teve início a ducentésima trigésima quarta defesa de Tese do Doutorado em Ciência da Computação, intitulada “Ambiente de aprendizado ubíquo Youubi: Design
e Avaliação”, orientada pelo professor Alex Sandro Gomes, do candidato Bruno de Sousa Monteiro o qual já havia preenchido anteriormente as demais condições exigidas
para a obtenção do grau de doutor. A Banca Examinadora, composta pelos professores Fernando da Fonseca de Souza, Simone Cristiane dos Santos Lima, Kiev Santos da Gama, todos pertencentes ao Centro de Informática desta Universidade, Seiji Isotani, pertencente ao Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo, e Romero Tori, pertencente ao Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais da Universidade de São Paulo, sendo o primeiro presidente da banca examinadora, decidiu: Aprovar o trabalho. E para constar lavrei a presente ata que vai por mim assinada e pela Banca Examinadora. Recife, 23 de fevereiro de 2015.
____________________________________________________ Maria Lília Pinheiro de Freitas
(secretária)
____________________________________________________ Prof. Fernando da Fonseca de Souza
Centro de Informática/ UFPE
____________________________________________________ Profa. Simone Cristiane dos Santos Lima
Centro de Informática / UFPE
____________________________________________________ Prof. Kiev Santos da Gama
Centro de Informática / UFPE
____________________________________________________ Prof. Seiji Isotani
Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação / USP ____________________________________________________ Prof. Romero Tori
Embora se trate de um trabalho acadêmico, com seus métodos e técnicas, é impossível dissociar esse projeto da vida pessoal, pois essas duas dimensões se misturam e se influenciam mutualmente. Foram quatro anos de abnegações e de cansaço, mas também de aprendizado e conquistas. Portanto, primeiramente, agradeço a Deus por me sustentar e me guiar, pois muitos foram os problemas e momentos de desânimo.
Embora já distante da casa dos meus pais há alguns anos, estes merecem meus agradecimentos pelos valores passados, pelos incentivos demonstrados e pela educação e sustento provido, apesar das dificuldades. Agradeço também ao meu irmão, Victor, que ajudou com a arte do logo do Youubi. Graças a Deus, sou abençoado com uma família unida, e me refiro também aos parentes, até mesmo aqueles mais distantes. Agradeço por toda a estima e consideração que têm por mim.
Namorada por três anos e agora esposa, ela é com certeza a pessoa que melhor acompanhou, e que também aguentou com paciência todos os desafios e dificuldades desse projeto. Por isso, agradeço imensamente à minha querida esposa Nájila por toda a compreensão e carinho durante esse período.
Aos meus amigos Diego e Gadioli, muito obrigado pela lealdade e paciência quando eu solicitava alguma ajuda nas traduções dos termos ou nas tecnologias utilizadas no desenvolvimento dos artefatos de software.
Agradeço também pelas importantes contribuições do estudante Everton que contribuiu bastante com alguns dos recursos do Youubi Android.
Também gostaria de externar minha gratidão aos professores, em especial aos meus orientadores Alex e Milton, que, inúmeras vezes, abriram mão de seus demais afazeres e momentos com suas famílias para estarem em reunião de orientação, e para revisarem os artefatos e textos produzidos. Além disso, agradeço também pelos incentivos de perseverança durante os momentos de desânimo e cansaço.
Aos colegas do CCTE, muito obrigado pela ajuda, incentivos, sugestões, avaliações, sempre sinceras e confiáveis, e pelos ótimos momentos de confraternização, principalmente no Workshop em Petrolina; Josilene, Ricardo e Dinani, muito obrigado pela hospitalidade.
Não poderia deixar de expressar também minha gratidão aos professores e estudantes que participaram dos experimentos, de forma expontânea. A todos, muito obrigado!
“Amarás o Senhor teu Deus de todo o teu coração, e de toda a tua alma, e de todo o teu pensamento. Este é o primeiro e grande mandamento. E o segundo, semelhante a este, é: Amarás o teu próximo como a ti mesmo”.
A perspectiva de cenários dinâmicos e a cobrança por modernidade impulsionam a adoção, e supervalorização, de ferramentas baseadas nas tecnologias da informação e comunicação (TIC) nas práticas educacionais. Entretanto, sua adoção nas práticas de ensino-aprendizagem ainda se limita aos muros das instituições, sem perceber o contexto dos estudantes e ignorando suas motivações. Além disso, muitas iniciativas com essa preocupação ainda se restringem a pesquisas acadêmicas sem uma efetiva disponibilização e popularização das soluções propostas, na forma de artefatos de software, para estudantes e professores. Diante desses problemas, o presente trabalho se baseia nos princípios da aprendizagem ubíqua (u-learning), e se propõe a explorar situações de aprendizado em ambientes formais e informais; de forma lúdica; que utilize recursos tecnológicos de baixo custo; e que se reconheça o cotidiano, os interesses, as motivações e as interações sociais dos estudantes e professores. Para isso, estabeleceu-se como objetivo conceber, desenvolver e avaliar um ambiente de u-learning e distribuído sob uma licença
open source, chamado aqui de Youubi; e analisar os impactos no engajamento dos estudantes, as
práticas e estratégias de aprendizado adotadas por eles, como também as impressões dos professores quanto ao uso dessa ferramenta. Para alcançar esse objetivo, o método de pesquisa foi dividido em duas fases. Primeiramente, por meio de técnicas de design interativo, buscou-se conceber e implementar um sistema de u-learning que potencialize essas situações de aprendizagem. Em seguida, utilizando técnicas quantitativas e qualitativas de coleta e análise de dados, pretendeu-se verificar, entre os estudantes e os professores, a influência desse sistema nos cenários e estratégias de aprendizagem, e sobre as motivações e o consequente engajamento dos envolvidos em suas atividades. O modelo conceitual do Youubi gira em torno de seis entidades elementares: pessoas, postagens, eventos, desafios, lugares e grupos. Além disso, a comunicação do servidor do Youubi com suas aplicações clientes é feita sobre Web Service, o que facilita o desenvolvimento de aplicações para web, desktop, smartphones, tablets, smart TV e
smartwatches. Para o presente trabalho, foi desenvolvida uma aplicação do Youubi para smartphones e tablets Android. Por fim, para verificar o impacto desse ambiente de u-learning
nas práticas dos estudantes e professores, foi realizado um experimento em uma instituição de ensino de nível superior, durante um período de quatro semanas. Após a análise dos dados, verificou-se, com a introdução do Youubi, o surgimento de práticas lúdicas e colaborativas por parte dos estudantes, além de dados e relatos que apontam para um aumento no engajamento em suas rotinas de estudo.
ABSTRACT
The perspective of dynamic scenarios and anxiety by modernity drive the adoption, and overvaluation of tools based on information and communication technologies (ICT) in educational practices. However, its adoption in the teaching-learning practices still follows traditional models, limited to the walls of institutions, without realizing the context of students and ignoring their motivations. In addition, many initiatives with this concern still are restricted to academic researches without an effective delivery and popularization of the proposed solutions in the form of software artifacts, for students and teachers. Given these problems, this work is based on the principles of ubiquitous learning (u-learning), so it proposes to explore learning situations in formal and informal environments; by playing; using low cost technological resources; and to recognize the everyday lives, interests, motivations and their social interactions. To this end, it has established as objective designing, developing and evaluating an u-learning virtual environment distributed under an open source license, called here Youubi, and analyze the impacts on the engagement of students, new practices and learning strategies adopted by students, but also the impressions of teachers in the use of this tool. To these aims, the search method is divided into two phases. First, by through interactive design techniques, the objective was to design and implement a u-learning system to enhance the ubiquitous learning scenarios. Then, through quantitative and qualitative techniques of data collection and analysis, it has been sought to verify, among students and teachers, the influence of this system in the scenarios and learning strategies, and about the motivations and the consequent engagement of those involved in their activities. The conceptual model of Youubi take into consideration around six elementary entities: people, posts, events, challenges, places and groups. In addition, the communication of Youubi Server with client applications is made by Web Service, which facilitates the development of applications to web, desktop, smartphones, interactive digital television and smart watches. For this work, an Youubi application was developed for Android smartphones and tablets. Finally, to check the impact of u-learning environment in the practices of students and teachers, an experiment has been conducted in an institution of higher education for a period of four weeks. After analyzing the data, it has been found with the introduction of Youubi the emergence of playful and collaborative practices by students, as well as data and testimony that point to an increase in engagement in their study routines.
Figura 1 – Relação entre Computação Móvel, Pervasiva e Ubíqua ... 30
Figura 2 – Relação entre m-learning, u-learning e consciência do contexto ... 33
Figura 3 – Relação entre e-learning, m-learning e u-learning ... 33
Figura 4 – Relação entre conteúdos e contextos... 38
Figura 5 – Eixos base das teorias sociais de aprendizagem ... 39
Figura 6 – Teoria do Fluxo (Flow Theory) ... 44
Figura 7 – Visualização das 10 dimensões do Mobile Seamless Learning ... 50
Figura 8 – Atividades do Método de Pesquisa ... 61
Figura 9 – Modelo teórico utilizado para aplicar o questionário de engajamento. ... 73
Figura 10 – Arquitetura do Youubi ... 84
Figura 11 – Gerenciadores especializados do componente Manager ... 86
Figura 12 – Classes que representam as entidades elementares ... 90
Figura 13 – Diagrama Entidade-Relacionamento do componente Model ... 91
Figura 14 – Versão simplificada do diagrama de navegação de telas ... 95
Figura 15 – Exemplos de protótipos em papel ... 95
Figura 16 – Exemplos de telas da aplicação Youubi Android ... 98
Figura 17 – Encontro inicial com pesquisador e participantes ... 100
Figura 18 – Gráficos de variação dos percentuais de aceitação das variáveis coletadas... 109
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Características do u-learning ... 32
Quadro 2 – Tendências de tecnologias adotadas no aprendizado ... 35
Quadro 3 – Exemplos de indicadores de engajamento encontrados na literatura ... 46
Quadro 4 – Seis fatores que influenciam professores a usar tecnologia em sala de aula ... 47
Quadro 5 – Exemplo de Modelo de Referência, Arquitetura de Referência e Arquitetura de Software ... 56
Quadro 6 – Participantes das atividades de coleta de dados... 62
Quadro 7 – Resumo dos projetos analisados ... 78
Quadro 8 – Requisitos funcionais do Youubi ... 79
Quadro 9 – Resumo qualitativo das respostas, especificamente relacionadas às causas das avaliações positivas ... 102
Quadro 10 – Resumo qualitativo das respostas, especificamente relacionadas às causas das avaliações negativas. ... 102
Tabela 1 – Estimativa de acesso às TICs no total da população mundial em 2014 ... 15 Tabela 2 – Proporção de domicílios brasileiros que possuem equipamentos de TIC ... 16 Tabela 3 – Proporção de brasileiros que acessam a Internet através de celulares, sobre o total de usuários de telefone celular nos três meses anteriores à pesquisa ... 16 Tabela 4 – Uso de recursos de TIC em atividades frequentes de sala de aula ... 22 Tabela 5 – Questões para definição de perfil sobre o total de participantes que possuem
smartphones ... 64
Tabela 6 – Respostas para a pergunta “Em aplicativos de smartphone, com quem você
costuma compartilhar sua localização?”... 65 Tabela 7 – Mídias mais compartilhadas e consumidas em smartphones ... 65 Tabela 8 – Resumo das respostas à pergunta “Quais seus interesses com o uso de aplicativos de smartphone?” ... 65 Tabela 9 – Resumo do perfil dos participantes... 70 Tabela 10 – Resumo quantitativo das respostas ... 101 Tabela 11 – Resumo do histórico de interações do Youubi para cada indicador de interação ... 106 Tabela 12 – Resumo do questionário de engajamento respondido pelos alunos... 108 Tabela 13 – Resumo do percentual das respostas em cada grupo e suas variações ... 109
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
API Application Programming Interface
BIOE Banco Internacional de Objetos de Aprendizagem BSD Berkeley Software Distribution
CCTE Ciências Cognitivas e Tecnologia Educacional CGI.BR Comitê Gestor da Internet no Brasil
EAD Educação a Distância GCM Google Cloud Messaging GPS Global Positioning System HTTP Hypertext Transfer Protocol
IBOPE Instituto Brasileiro de Opinião Pública e Estatística IDE Integrated Development Environment
ITU International Telecommunication Union JPA Java Persistence API
LAN Local Area Network
LMS Learning Management System MSL Mobile Seamless Learning P2PU Peer 2 Peer University PARC Palo Alto Research Center PDF Portable Document Format
QR Quick Response
REA Recursos Educacionais Abertos REST Representational State Transfer RFID Radio Frequency Identification SEI Student Engagement Instrument
SGBD Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados SIM Situational Motivation Scale
SOAP Simple Object Access Protocol
TIC Tecnologias da Informação e Comunicação TVD Televisão Digital
UFERSA Universidade Federal Rural do Semi-Árido
UNESCO United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization UTAUT Unified Theory of Acceptance and Usage Technology
1 Introdução ... 15
1.1 Motivação ... 15
1.2 Tema de Pesquisa ... 18
1.3 Justificativa ... 19
1.3.1 Novas tecnologias em antigas práticas ... 19
1.3.2 Oportunidades para o desenvolvimento de ambientes de u-learning ... 22
1.4 Problema e Questão de pesquisa ... 25
1.5 Hipótese de trabalho ... 25
1.6 Objetivos ... 25
1.6.1 Objetivos Específicos ... 26
1.7 Método de Pesquisa ... 26
1.8 Conclusão ... 27
2 Revisão Bibliográfica: Definições, Desenvolvimento e Avaliação de Ambientes de U-Learning 29 2.1 Computação Ubíqua ... 29
2.2 Aprendizagem Ubíqua ... 31
2.2.1 Tendências e popularização dos dispositivos de acesso ... 34
2.3 Aspectos da Aprendizagem ... 36
2.3.1 Importância dos ambientes ricos em contexto ... 38
2.3.2 Importância da autoria e do compartilhamento de conteúdos ... 41
2.4 Aspectos Motivacionais ... 43
2.4.1 Motivação dos Professores quanto ao uso de tecnologia ... 47
2.4.2 Gamification ... 48
2.5 Representação do Contexto ... 49
2.6 Coleta de Dados e Recomendação de Objetos ... 51
2.7 Desenvolvimento de ambientes de u-learning ... 53
2.8 Design Interativo ... 57
2.8.1 Análise de competidores ... 58
2.9 Conclusão ... 59
3 Método de Pesquisa ... 61
3.1 Participantes ... 62
3.2 Atividades planejadas para a Etapa 1 ... 63
3.2.1 Análise de competidores ... 63
3.2.2 Perfil dos participantes da Etapa 1 ... 64
3.2.3 Elicitação de requisitos ... 66
3.2.4 Prototipagem ... 66
3.2.6 Implementação ... 67
3.2.7 Avaliação ... 68
3.3 Atividades planejadas para a Etapa 2 ... 69
3.3.1 Perfil dos participantes da Etapa 2 ... 69
3.3.2 Formação dos participantes ... 71
3.3.3 Diário de anotações ... 71
3.3.4 Entrevista narrativa episódica ... 72
3.3.5 Questionário de engajamento ... 72
3.3.6 Histórico de Interações ... 74
3.4 Conclusão ... 75
4 Resultados da Etapa 1: Concepção e Implementação do Youubi ... 77
4.1 Análise de competidores ... 77
4.2 Requisitos do Youubi ... 79
4.3 Concepção da Arquitetura de Referência e implementação do Youubi Server ... 83
4.3.1 Descrição da Arquitetura de Referência ... 83
4.4 Concepção e implementação do Youubi Android ... 94
4.4.1 Prototipagem ... 94
4.4.2 Implementação do Youubi Android ... 97
4.5 Avaliação do Youubi ... 100
4.6 Conclusão ... 103
5 Resultados da Etapa 2: Experimento com Estudantes e Professores ... 105
5.1 Formação dos Participantes ... 105
5.2 Atividades mais frequentes ... 106
5.3 Questionário de comportamento ... 107
5.4 Análise de Discurso: Relatos dos Participantes ... 112
5.4.1 Importância do lúdico nas práticas educacionais ... 113
5.4.2 Como responder a pergunta “Por que eu tenho que estudar isso?” ... 115
5.4.3 A importância da colaboração ... 117
5.4.4 Competitividade saudável: estratégia para motivar a prática da pesquisa ... 119
5.4.5 Produção de conteúdos ... 123
5.4.6 Avaliação dos conteúdos realizados pelos demais usuários ... 125
5.4.7 Quebrando a barreira da timidez ... 126
5.4.8 Preocupação com a privacidade ... 128
5.4.9 Relação professor-estudante ... 129
5.4.10 Relação estudante-estudante... 131
5.4.11 Importância dos comentários ... 132
5.4.12 Influência da entidade Lugar e dos recursos de geolocalização ... 133
5.4.13 Influência das notificações ... 135
5.4.17 Rede de estudantes ... 140
5.4.18 Reação ao rótulo de “educacional” ... 142
5.4.19 Comparações com outras redes sociais e observações gerais feitas ao Youubi ... 143
5.5 Discussão ... 145
5.5.1 Licença livre ... 145
5.5.2 Ganho de aprendizado ... 146
5.5.3 Como os estudantes preferem ser reconhecidos ... 146
5.5.4 A competição entre os usuários do Youubi ... 146
5.5.5 A adoção de tecnologia e a timidez ... 147
5.5.6 As múltiplas possibilidades de evolução de aplicativos ... 147
5.5.7 Nova distribuição de papeis ... 147
5.5.8 Percepção dos professores ... 148
5.5.9 Conteúdos informais não relacionados à disciplina ... 148
5.6 Conclusão ... 149 6 Conclusão ... 151 6.1 Publicações ... 152 6.2 Limitações ... 153 6.3 Trabalhos Futuros ... 154 7 Referências ... 157
Apêndice A: Questionário de Perfil Utilizado nas Etapas 1 e 2 ... 171
Apêndice B: Roteiro de Tarefas Utilizado na Etapa 1 ... 173
Apêndice C: Questionário de Avaliação Utilizado na Etapa 1 ... 175
Apêndice D: Guia do Entrevistador Utilizado na Etapa 2 ... 179
Apêndice E: Questionário de Engajamento Utilizado na Etapa 2 ... 181
Apêndice F: Respostas do Questionário de Perfil da Etapa 1 ... 187
Apêndice G: Respostas do Questionário de Perfil da Etapa 2... 189
Apêndice H: Histórico de Interações dos Participantes no Youubi ... 191
Apêndice I: Resumo da análise de projetos relacionados ... 193
Apêndice J: Interface da API Youubi... 195
Apêndice K: Interfaces dos componentes da arquitetura do Youubi ... 201
1
Introdução
Este capítulo tem como objetivo apresentar uma visão geral do trabalho e guiar o leitor com informações que facilitarão a compreensão e a leitura dos próximos capítulos desta tese. Portanto, inicia-se na Seção 1.1 com a motivação do trabalho, e logo após a Seção 1.2 apresenta o tema de pesquisa que será detalhado no Capítulo 2 de revisão bibliográfica. Em seguida, a Seção 1.3 apresenta a justificativa de viabilidade da proposta e do desenvolvimento deste trabalho. Logo após, a Seção 1.4 formaliza o problema e a questão de pesquisa. Na Seção 1.5, as hipóteses são formalizadas de modo que orientem os objetivos desta tese, que são posteriormente elencados na Seção 1.6 e cujos resultados serão apresentados a partir do Capítulo 4. Por fim, a Seção 1.7 apresenta o método de pesquisa cujas atividades e técnicas de
design, coleta e análise de dados serão detalhadas no Capítulo 3.
1.1
Motivação
Conforme estimativas e relatórios de diversas instituições, é possível observar a popularização das TIC, principalmente das tecnologias móveis. Por exemplo, segundo o Relatório Global de 2014, da International Telecommunication Union (ITU), há aproximadamente 7 bilhões de celulares habilitados em todo o mundo, o que corresponde a quase a quantidade total de pessoas no planeta. Esse mesmo relatório estima que, em 2014, aproximadamente 3 bilhões de pessoas já utilizavam a Internet, o que corresponde a uma penetração de 40% a nível mundial, enquanto na Europa o percentual é de 75%. Especificamente com relação ao acesso à Internet banda larga móvel, estima-se que há mais de 2,3 bilhões de assinantes no mundo inteiro, conforme resume a Tabela 1 (ITU, 2014). Diante desse cenário, um fato que se destaca é a forte tendência de crescimento do acesso à Internet por meio de dispositivos móveis. De acordo com a análise do StatCounter (2014), até outubro de 2014, de todos os acessos à conteúdos na Web, 37% foram provenientes de smartphones e tablets.
Tabela 1 – Estimativa de acesso às TICs no total da população mundial em 2014
2014 Celulares habilitados 7,0 bilhões
Usuários de Internet 3,0 bilhões
Assinantes de Internet banda larga móvel 2,3 bilhões Fonte: ITU (2014)
Quanto ao cenário brasileiro, também se observa essa tendência, conforme indicadores do ComitêGestordaInternetnoBrasil (CGI.BR) mostrados na Tabela 2ena Tabela 3. E esses números só tendem a aumentar, em grande parte, devido às leis de incentivo à inovação e produção de tablets, smartphones e outros equipamentos eletrônicos (BRASIL, 2005).
Tabela 2 – Proporção de domicílios brasileiros que possuem equipamentos de TIC
2009 2010 2011 2012 2013 Internet 24% 27% 38% 40% 43%
Computador 32% 35% 45% 46% 49%
Celular 78% 84% 87% 88% 90% Fonte: CGI.BR (2014)
Tabela 3 – Proporção de brasileiros que acessam a Internet através de celulares, sobre o total de usuários de telefone celular nos três meses anteriores à pesquisa
2010 2011 2012 2013
Total 5% 17% 24% 31%
De 16 a 24 anos 9% 33% 44% 61% Fonte: CGI.BR (2014)
Provocadas por esses avanços tecnológicos, pela popularização de dispositivos de acesso, e por demandas econômicas e sociais, as mudanças nas organizações vêm transformando os modelos de comunicação, os modelos de negócio, as relações sociais e até mesmo as atividades de lazer em um ritmo cada vez mais acelerado (COBO; MORAVEC, 2011). Algumas dessas transformações já são perceptíveis em alguns aspectos do cotidiano, tais como: personalização de produtos e serviços; influência dos ambientes virtuais no status social; falta de clareza quanto às fronteiras da privacidade; redistribuição horizontal de conhecimento; acesso imediato à informação; consumo influenciado pelas interações sociais em ambientes virtuais; aumento do intercâmbio cultural; virtualização do dinheiro; aumento da influência da base da pirâmide social; entre outras (TRENDWATCHING.COM, 2014). Este cenário de mudanças sociais e tecnológicas é analisado por Kurzweil (1999, p. 30) por meio da Teoria das Mudanças Aceleradas, em que o intervalo entre eventos significativos torna-se cada vez menor com o passar do tempo, desse modo, o processo de evolução tecnológica avança e acelera como uma curva exponencial.
Já no âmbito da aprendizagem, o sistema educacional deveria ser capaz de acompanhar esse cenário cada vez mais dinâmico, de modo a formar profissionais preparados para mudanças rápidas e drásticas, ou seja, profissionais com perfil inovador, criativo, capaz de trabalhar com diferentes perfis de colaboradores, em diferentes ambientes e momentos. Por
consequência, para alcançar tal objetivo, os aprendizes devem estar familiarizados com a prática de aprender, trabalhar, compartilhar e se comunicar em quase qualquer contexto, reflexo da globalização e distribuição horizontal de conhecimento.
Além destas cobranças, e com base na compreensão de aprendizagem como um processo contínuo ao longo da vida, em 1996, a International Commission on Education for
the 21st Century, da UNESCO, a fim de desenvolver o que se chamou “competências
necessárias para o século XXI”, definiu quatro pilares para a educação (DELORS, 1999): (a) aprender a fazer (resolver problemas cotidianos); (b) aprender a conhecer (continuar a aprender); (c) aprender a ser (eticamente responsável); e (d) aprender a viver juntos (capacidade de respeitar e trabalhar com outros). Conforme estes pilares, pode-se destacar as seguintes competências: criatividade e inovação, pensamento crítico, resolução de problemas, comunicação e colaboração, domínio das TIC, flexibilidade e adaptabilidade, pró-atividade, habilidades sociais e interculturais, produtividade, liderança e responsabilidade social.
Por outro lado, entende-se que o conjunto de experiências cotidianas é o meio natural que o ser humano aprende, ou seja, a aprendizagem é um processo contínuo que se prolonga durante toda a vida, e que pode ocorrer em qualquer momento ou lugar (SHARPLES; TAYLOR; VAVOULA, 2005). Portanto, observa-se que os diferentes contextos, relacionados à realidade do aprendiz, abrem novas oportunidades para pensar sobre modelos mais flexíveis, contextualizados, exploratórios e participativos de aprendizagem, com base na própria motivação e curiosidade do indivíduo, de modo a responder as atuais demandas sociais. Porém, essa preocupação em explorar o contexto do aprendiz não é recente nem exclusiva ao uso de tecnologias. Por exemplo, o educador Paulo Freire (1968, 1977, 1996) já utilizava este método, de ensinar por meio das atividades do cotidiano, inclusive para alfabetização de adultos. Logo, uma vez que seja possível compreender melhor os interesses, objetivos e o cotidiano do aprendiz, o processo de aprendizagem pode ser tratado de forma particular, respeitando a individualidade de cada estudante. Por exemplo, para investigar novos modelos de aprendizagem, sensíveis ao contexto do indivíduo, inclusive para auxiliar o professor em sua prática de ensino, Lindemann (2008) propõe a utilização de informações referentes ao perfil do estudante, no caso, para identificar os estilos de aprendizagem mais adequados. Os resultados desse estudo reafirmam os benefícios provenientes da consciência sobre os estilos de aprendizagem do aluno para as práticas educacionais, principalmente no que tange à melhoria dos métodos de ensino e à qualificação das ações do professor.
Por fim, percebe-se que demandas provocadas por cenários cada vez mais dinâmicos, a perspectiva de renovação dos modelos educacionais não restritos às rígidas estruturas temporais e espaciais das práticas de ensino-aprendizagem, e a importância de aproximar variáveis relacionadas ao cotidiano, interações sociais, e interesses particulares do aprendiz ao seu processo de aprendizagem, com o auxílio de recursos tecnológicos, estão em consonância com os princípios da aprendizagem ubíqua, definida aqui como tema de pesquisa desta tese. Portanto, com base nesse tema, o presente trabalho descreve o desenvolvimento de um ambiente de aprendizagem ubíquo, chamado aqui de Youubi, e analisa os impactos e mudanças nas práticas de estudantes e professores após a adoção dessa solução em um ambiente real de ensino.
1.2
Tema de Pesquisa
A aprendizagem ubíqua (ubiquitous learning ou u-learning), de modo geral, refere-se à aprendizagem, apoiada por recursos de TIC, realizada a qualquer hora, em qualquer lugar e adequada ao contexto do aprendiz, o que inclui a sua localização, os dispositivos e serviços disponíveis, seus interesses e sua rede social. Este conceito também pode ser definido como:
“[...] processos de aprendizagem apoiados pelo uso de Tecnologias da Informação e da Comunicação Móveis e Sem Fio, sensores e mecanismos de localização, que colaborem para integrar os aprendizes com o seu contexto de aprendizagem e com o seu entorno, permitindo formar redes virtuais e reais entre pessoas, objetos e situações ou eventos, de forma que se possa apoiar uma aprendizagem contínua, contextualizada e significativa para o aprendiz” (SACCOL; SCHLEMMER; BARBOSA, 2011, p. 28).
Este tema também se caracteriza por sua forte interdisciplinaridade. Por exemplo, o conceito de u-learning é baseado no modelo de computação ubíqua, modelo computacional que deve atuar de forma invisível (background) e proativa diante das necessidades dos usuários em suas atividades cotidianas, com base nas tecnologias, redes de comunicação e serviços disponíveis (BARBOSA, 2007). Portanto, a consciência do contexto para sistemas ubíquos é um fator essencial, pois quanto mais informações a respeito do usuário e do ambiente que o cerca, mais relevantes serão os serviços e conteúdos oferecidos. Logo, no contexto dos sistemas computacionais, o termo contexto é definido por Dey (2001) como:
[...] qualquer informação que pode ser usada para caracterizar a situação de uma entidade. Uma entidade é uma pessoa, um lugar ou um objeto que é considerado relevante para a interação entre o usuário e uma aplicação, incluindo o próprio usuário e a própria aplicação (DEY, 2001, p. 5).
Além dessas características, os demais aspectos da u-learning e outros conceitos relacionados a este tema serão tratados em detalhes a seguir, no Capítulo 2 de revisão bibliográfica. E para concluir esta seção, é importante deixar claro que embora esta tese aborde como tema a u-learning, não se defende aqui a ideia de que formas emergentes de aprendizagem tenham que necessariamente substituir os modelos precedentes. Cada uma das formas de aprendizagem, e seus respectivos artefatos tecnológicos, inclusive não digitais, apresentam potenciais e limites que lhe são próprios. Todas elas se complementam, tornando muito mais rico o processo educativo (SANTAELLA, 2010).
1.3
Justificativa
As justificativas para o desenvolvimento deste trabalho se concentram em dois aspectos. O primeiro, mais amplo, se refere à adoção de tecnologias no contexto educacional que, em grande parte, simplesmente repete as mesmas práticas do ensino tradicional. Em seguida, com o foco mais voltado ao tema de pesquisa, serão levantadas algumas limitações e oportunidades de desenvolvimento de tecnologias no âmbito educacional relacionadas à aprendizagem ubíqua.
1.3.1 Novas tecnologias em antigas práticas
Apesar de viáveis, as perspectivas apresentadas nas seções anteriores não parecem ser compatíveis com os “modelos tradicionais” de ensino, que ainda predominam, centrados na figura do professor e do conteúdo, e caracterizados por uma educação de massa, rígida e uniforme (PETERS; KEEGAN, 1994). Além disso, é possível citar algumas outras características que explicitam essa incompatibilidade: descompasso entre as habilidades ensinadas e aquelas exigidas no campo profissional; planos de formação rígidos, que correm o risco de se tornarem obsoletos rapidamente; modelo professor-repetidor, que apenas repete o conteúdo de um livro (pessoalmente ou virtualmente); foco na memorização de conteúdos; testes de avaliação parametrizados, que penalizam o erro e omitem o raciocínio do aprendiz; dificuldade em identificar habilidades individuais; incorporação de “novas tecnologias” a velhas práticas (COBO; MORAVEC, 2011); e modelo de “educação bancária” (FREIRE, 1968), que prioriza a acumulação de conteúdos desconectados uns dos outros. Essas características se opõem ao pensamento sintético e criativo que os cidadãos necessitam na
sociedade atual, de modo que Cobo e Moravec (2011, p. 61) sugerem que o foco deva estar em “como” aprendemos em vez de “o que” aprendemos. Ainda neste sentido, Brown (2008) questiona “o quê podemos fazer para melhorar as escolas, especialmente se considerarmos o ritmo acelerado das mudanças hoje?”. Na perspectiva desse pesquisador, “devemos encontrar maneiras de motivar as crianças a aceitar a mudança”, ou seja, “temos de encontrar maneiras de fazê-las quererem aprender coisas novas”. Para complementar esse raciocínio, Severin (2012) destaca ainda os impactos das TIC nas práticas sociais, e inclusive na aprendizagem:
O mundo do século 21 usa a tecnologia para produzir e compartilhar conhecimento de uma maneira que nunca antes vimos na história. Como vamos preparar os nossos estudantes para serem produtores e consumidores de conhecimento? Não tem como fazer isso sem tecnologia. A escola não pode viver à margem disso. Mas não é apenas incluir tecnologia, é necessária uma mudança no sistema, um novo modelo (SEVERIN, 2012).
Tais demandas e a consequente cobrança por modernidade acabam por impulsionar a adoção, e supervalorização, de recursos de TIC nas práticas educacionais (CGI.BR EDUC, 2014). Por outro lado, olhar para o futuro apenas sob o prisma tecnológico pode atordoar a visão e induzir a uma perspectiva futura distorcida. Cobo e Moravec (2011) ilustram o sentimento de expectativa criado sobre esse tema: “quando se trata de tecnologia, tende-se a tratá-la como a ‘bala de prata’ que mata o metafórico lobo por trás do modelo de educação 1.0”.
Outra questão se refere à ampla quantidade e diversidade de informação disponível na
Web, que só tende a crescer. Seu consumo, sem nenhuma orientação, critério ou filtro crítico,
pode potencializar os riscos da falta de confiabilidade das fontes consultadas (MOORE et al., 2009). Por isso, é preciso cautela para não seguir o caminho generalizado da “Techno-utopia”, ao colocar sobre a tecnologia toda a responsabilidade de resolver os problemas da educação.
Essa visão centrada na tecnologia encontra-se também em uma quantidade significativa de políticas públicas. Muitas destas, em busca de resultados de curto prazo, investem quase exclusivamente na incorporação maciça de tecnologias em contextos de aprendizagem formal (LAW; PELGRUM; PLOMP, 2008). No entanto, isso não tem necessariamente se traduzido em melhores resultados, conforme alguns relatos de experiência:
O impacto das TIC na educação e formação não tem sido tão significativo como o esperado, apesar doamploapoio político e social que há [...]. Embora as TIC tenham o potencial para desenvolver um processo contínuo de aprendizagem [...], ainda não foi atingido (EUROPEAN COMMISSION, 2008). [...] a observação das práticas com o uso das TIC nas escolas e a literatura disponível sobre esse tema mostram que tais aproveitamentos caracterizam-se por atividades pontuais caracterizam-sem uma real integração ao currículo (SILVA; ALMEIDA, 2011, p. 29).
De modo geral, há o surgimento de novas tecnologias, porém, baseadas em modelos tradicionais. Por exemplo, quanto ao e-learning, apesar de permitir a oferta de conteúdos para um grande número de estudantes, alguns autores consideram que este modelo não produz resultados significativamente melhores do que o modelo de educação tradicional “face a face”. Para Cobo e Moravec (2011), há apenas a adição de tecnologias a modelos antigos de educação, com foco na transferência de dados e informações. Ainda neste sentido, o professor Schank (2010), em entrevista ao jornal El País, foi ainda mais forte no seu discurso: “Oh, sim, temos o e-learning! O que significa? Bem, dar o mesmo curso terrível, porém on-line”. Para ilustrar esta problemática e provocar a reflexão sobre o uso de novas tecnologias em antigos métodos, faz-se uso aqui de uma metáfora utilizada por Figueiredo (2002):
Uma expedição de cientistas encontrou, numa ilha remota, uma comunidade dispersa em tribos que se comunicavam entre si por sinais de fumaça. O entusiasmo dos nativos com os telefones dos cientistas foi tão expressivo que estes resolveram oferecer-lhes alguns aparelhos, antes de prosseguirem viagem. Passados dias, no trajeto de regresso, os cientistas interrogavam-se sobre como aquela população, já culturalmente preparada para comunicar-se a distância, ainda que por métodos primitivos, teria reagido à posse de instrumentos de comunicação tão modernos. A resposta dos nativos [...] não se fez esperar, precisavam de mais telefones! ‘Mais? Por quê?’, perguntou o chefe da expedição. [...] ‘Porque já queimamos todos. Faziam uma fumaça muito espessa, que produzia excelentes mensagens!’. (Figueiredo, 2002, p. 1)
O autor busca, por meio dessa ilustração, provocar a reflexão do uso que se tende a fazer das TIC na educação: “excita-nos a modernidade que nos oferecem, mas somos incapazes de fazer com elas mais do que fazíamos sem elas” (FIGUEIREDO, 2002, p. 1).
Ainda sobre esse cenário, por exemplo, conforme pesquisa realizada pelo CGI.BR (2014), em 2013, 55% dos usuários de Internet a utilizaram para atividades relacionadas a algum curso, porém, o percentual é de apenas 36% para aqueles que estudam na Internet por conta própria e de forma espontânea. Esses dados apontam para o potencial, por exemplo, da Internet, que poderia ser ainda mais utilizada para fins de aprendizagem.
Portanto, mesmo em situações onde há a oferta de recursos de TIC, não se pode garantir melhoria do aprendizado. Em outras palavras, a efetiva apropriação de tecnologias educacionais, por parte dos estudantes e professores, precisa estar relacionada às motivações desses indivíduos, de modo que se produza real engajamento em suas práticas durante o processo de aprendizagem, e para isso, novas oportunidades e estratégias didáticas precisam ser potencializadas. Nesse sentido, entende-se que, através de modelos e recursos baseados nos princípios do u-learning, é possível identificar as motivações dos estudantes, aproximar sua rotina acadêmica às suas interações sociais, explorar atividades de aprendizagem lúdicas,
promover a autonomia e novas situações de aprendizado de forma contextualizada, além de auxiliar o professor na comunicação, no acompanhamento dos estudantes e no desenvolvimento de novas práticas.
1.3.2 Oportunidades para o desenvolvimento de ambientes de u-learning
Além da popularização da Internet, dos computadores e dos smartphones, Recursos Educacionais Abertos (REA) são também considerados importantes recursos para fortalecer o modelo de educação aberta inspirada em tecnologias que facilitam a aprendizagem colaborativa e flexível, bem como o compartilhamento de práticas de ensino (SILVEIRA, 2010; SCHMIDT et al., 2009; TERRELL, 2012). É possível encontrar diversos projetos de REA no site do Projeto Brasileiro sobre Recursos Educacionais Abertos1, além de algumas outras iniciativas: OpenCourseWare2, WikiEducator3, Peer 2 Peer University (P2PU)4 e Banco Internacional de Objetos de Aprendizagem (BIOE)5.
Entretanto, conforme Silveira (2010) destaca, esses e outros recursos permanecem desconhecidos para a maioria dos aprendizes, pois seu acesso costuma ser facilitado e incentivado àqueles matriculados em instituições de ensino cujos professores já se apropriam de tais recursos. Em outras palavras, a popularização de recursos educacionais digitais entre os estudantes pode ser fortemente influenciada pela apropriação desses recursos pelos professores. Por exemplo, na última Pesquisa sobre o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação nas escolas brasileiras (CGI.BR EDUC, 2014), em 2013, nas atividades mais frequentes em sala de aula, em poucas situações são adotados recursos de TIC (Tabela 4).
Tabela 4 – Uso de recursos de TIC em atividades frequentes de sala de aula
Atividades
Frequência de adoção da atividade pelo professor
Frequência do uso de computador e Internet, quando a atividade é adotada
Total Pública Particular Total Exercícios para prática do
conteúdo exposto em aula 63% 45% 52% 47% Tarefa escrita e exercícios de
avaliação 93% 33% 38% 34%
Fonte: CGI.BR EDUC (2014)
1 Projeto Brasileiro sobre Recursos Educacionais Abertos: http://rea.net.br
2 OpenCourseWare: http://www.ocwconsortium.org
3 WikiEducator: http://wikieducator.org 4
Peer 2 Peer University: http://www.p2pu.org
Entretanto, mesmo quando há essa prática, apenas 21% dos professores de escolas públicas afirmaram já ter publicado na Internet algum conteúdo educacional que produziram para utilizar em suas atividades com os estudantes. Diante dessa problemática, vale destacar o sentimento expressado pelos professores, coletado por essa pesquisa, diante da seguinte afirmação “os estudantes desta escola sabem mais sobre computador e Internet do que o professor”, 32% e 38% concordam totalmente e em parte, respectivamente (CGI.BR EDUC, 2014). Apesar disso, um dado que chama atenção é que, nesta mesma pesquisa, 77% e 80% dos professores, respectivamente, afirmaram não sentir nenhuma dificuldade em utilizar sites de relacionamento e aplicações de mensagens instantâneas. Esses dados apontam que há ainda um forte sentimento de insegurança, por parte dos professores, especificamente quanto ao uso de tecnologias digitais em suas práticas de ensino, porém, essa insegurança não parece se refletir na apropriação de tecnologias para interações sociais e lúdicas em ambientes virtuais. Esse cenário é semelhante ao que foi observados nos experimentos de Baek; Jung; Kim, (2008) e Chen et al (2012), cujos resultados mostraram que recursos de TIC costumam ser mais bem aceitos quando facilitam o trabalho desses profissionais nas atividades do dia-a-dia, de modo que não produzam sobrecarga de atribuições e que não sejam difíceis de utilizar. Além dessas barreiras, experimentos realizados em ambientes bem aparelhados apontam vários problemas identificados em atividades práticas. Um deles é devido à falta de estratégias de aprendizagem adequadas ou ferramentas para orientar os estudantes e professores em cenários mais complexos, inclusive, além dos muros da instituição, ou seja, em ambientes informais (HWANG et al., 2011).
Diante desses dados, primeiramente, deve-se pensar em estratégias de aproximar os estudantes e também os professores aos conteúdos e recursos que sejam do seu interesse ou que estejam relacionados ao seu contexto atual, por exemplo, o local que ele se encontra, que inclusive pode ser um ambiente informal, fora da instituição de ensino. Para isso, recursos de recomendação, presentes em sistemas de u-learning, podem ser adotados para permitir a descoberta de conteúdos sem a necessidade de busca manual, ou conhecimento prévio sobre sua existência (LIMA; SANTOS, 2014). Além disso, deve-se tratar também a questão da autoria de conteúdos, ao alcance dos estudantes e professores, para que possam criar seus próprios conteúdos, idealmente, de uma forma intuitiva e contextualizada, de modo que esses conteúdos possam ser facilmente compartilhados (LI, 2014).
Em outro experimento, Chen, Seow e So (2010) reforçam ainda que sistemas baseados em u-learning também provocam situações de aprendizagem por meio das atividades do
cotidiano dos estudantes. Para o pesquisador, a tecnologia pode ser usada para apoiar a aprendizagem integrada com a vida cotidiana, ou seja, de forma contínua. Por exemplo, tecnologias móveis de tamanho reduzido e de fácil utilização potencializam os espaços de aprendizagem dos estudantes, pois enriquecem as experiências de aprendizagem em suas vidas diárias, enquanto se movem entre os locais, temas de interesse, e interagem com diferentes grupos de pessoas.
Por fim, percebe-se que há uma série de barreiras que atrapalham a efetiva adoção de recursos de TIC nos ambientes educacionais, inclusive pelos professores. Entretanto, entende-se que ferramentas baentende-seadas nos princípios de u-learning podem contribuir para a descoberta de novos REA e conteúdos de autoria dos próprios estudantes e professores, através da possibilidade de fornecer recomendações contextualizadas de conteúdos (MCGREAL, 2012). Além da sensibilidade ao contexto, e por explorar aspectos lúdicos e interações sociais, os ambientes de u-learning podem influenciar nos aspectos motivacionais dos estudantes e também dos professores quanto à adoção de tecnologia, de modo que possam encará-los como aliados e facilitadores durante o desempenho de suas atividades. Entretanto, apesar dessas possibilidades, muitas iniciativas que propõem novos modelos e ferramentas sensíveis ao contexto dos aprendizes ainda se restringem a pesquisas acadêmicas sem uma efetiva disponibilização e popularização das soluções propostas, na forma de artefatos de software que possam ser utilizados por estudantes e professores. Esse fato foi novamente observado durante a análise de competidores (Apêndice I), onde poucos trabalhos que possuíam alguma relação com os objetivos do u-learning disponibilizavam meios de acesso, download, ou mesmo um detalhamento das suas funcionalidades. Por outro lado, as iniciativas mais acessíveis são aquelas não diretamente ligadas à área da educação, porém, por sua popularidade, acabam sendo objeto de pesquisas e aplicação no contexto educacional, como é o caso de alguns jogos digitais, redes sociais on-line e ferramentas de comunicação. Portanto, é nesse contexto que o presente trabalho busca contribuir, principalmente dentro do tema de pesquisa, ao conceber e desenvolver um ambiente de u-learning, sensível ao contexto, extensível, e disponibilizado como software livre (CASTELLS; GERHARDT, 2000). Esta solução, chamada aqui de Youubi, desde a sua concepção tem a preocupação de potencializar práticas de aprendizagem que permitam tornar o aprendiz mais motivado e engajado em suas práticas, além de contribuir com o trabalho do professor na autoria de conteúdos, e no acompanhamento e interação com os alunos.
1.4
Problema e Questão de pesquisa
Conforme as seções anteriores e após o estudo de revisão bibliográfica, que abordaram direta e indiretamente temas relacionados à u-learning e às tecnologias educacionais, pode-se constatar e formalizar o seguinte problema para esta tese:
Recursos de TIC, utilizados no âmbito da aprendizagem, são aplicados com base nos mesmos modelos tradicionais de ensino; não se adaptam às características, interesses, objetivos e motivações dos envolvidos; o que mantém o distanciamento entre pessoas e pessoas, e entre pessoas e conteúdos.
Este problema leva à seguinte questão de pesquisa:
A apropriação e uso de ambientes ubíquos, sensíveis ao contexto do indivíduo, influenciam de forma positiva na motivação e promovem o engajamento dos estudantes em suas práticas?
1.5
Hipótese de trabalho
Conforme definição do problema e questão de pesquisa, a hipótese de trabalho desta tese é formalizada como segue, respectivamente, por sua hipótese nula e hipótese alternativa:
H0: A adoção do ambiente de u-learning não promoveu diferença positiva na motivação e no engajamento dos estudantes.
H1: A adoção do ambiente de u-learning promoveu diferença positiva na motivação e no engajamento dos estudantes.
1.6
Objetivos
Portanto, a fim de corroborar a hipótese de trabalho estabelecida, esta tese tem como objetivo principal:
Conceber e desenvolver um ambiente de u-learning para estudantes e professores e verificar se sua utilização influencia positivamente na motivação e provoca o aumento do engajamento dos estudantes em suas práticas.
1.6.1 Objetivos Específicos
Para que o objetivo desta tese possa ser alcançado, é preciso contemplar os seguintes objetivos específicos:
• Elencar um conjunto de requisitos para um ambiente de u-learning;
• Conceber uma arquitetura de referência que contemple os requisitos elencados, e implementar essa arquitetura para que dê suporte aos serviços oferecidos pelo ambiente de u-learning;
• Conceber um modelo conceitual6 do ambiente de u-learning que contemple os requisitos elencados, e implementar esse modelo conceitual de modo que seja capaz de consumir os serviços oferecidos pela arquitetura já implementada;
• Definir os atributos e relações que descrevem: o perfil dos indivíduos, e os conteúdos criados e compartilhados pelos indivíduos; e
• Avaliar as influências resultantes da adoção deste ambiente de u-learning nas práticas de estudantes e professores.
1.7
Método de Pesquisa
O método de pesquisa concebido para esta tese foi dividido em duas etapas, fez uso de técnicas do Design Interativo (PREECE, ROGERS, SHARP, 2005) e segue as orientações da Pesquisa Qualitativa (FLICK, 2009), que se complementa com técnicas quantitativas e procedimentos interpretativos. Ao todo foram mobilizados 132 participantes, da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA). Para a Etapa 1, contou-se com a participação de 90 estudantes. Já para a Etapa 2, contou-se com a participação de 2 professores e de 40 estudantes, divididos em Grupo de Controle e Grupo Experimental.
Primeiramente, a Etapa 1 teve como objetivo conceber, implementar e validar o ambiente de u-learning, chamado aqui de Youubi, para que pudesse ser utilizado na Etapa 2. Em seguida, a Etapa 2 teve como objetivo realizar a coleta e a análise dos dados necessários para a verificação da hipótese definida nesta tese. Essa etapa teve duração de quatro semanas,
6 Modelo conceitual: “descrição do sistema proposto, em termos de um conjunto de ideias e conceitos integrados
a respeito do que ele deve fazer, de como deve se comportar e com o que deve se parecer, que seja compreendida pelos usuários da maneira pretendida” (PREECE; ROGERS; SHARP, 2005, p. 61).
e durante esse período os professores e estudantes do Grupo Experimental puderam utilizar o aplicativo cliente que dá acesso ao ambiente de u-learning Youubi em seus próprios
smartphones e tablets. Vale salientar que os participantes puderam utilizá-lo livremente em
qualquer lugar, por exemplo, em casa, na cidade e na universidade.
1.8
Conclusão
Este capítulo apresenta alguns dos principais conceitos e fundamentos do tema de pesquisa, como também dos aspectos que motivaram o desenvolvimento deste trabalho e que levaram a definição dos objetivos e contribuições que se deseja alcançar. Entretanto, a seguir, no Capítulo 2 esses conceitos, técnicas e relatos de experimentos referentes ao tema e relevantes para a pesquisa serão apresentadas com um maior nível de detalhamento. Mais adiante, no Capítulo 3, de modo a contemplarem os objetivos desta tese, cada uma das atividades do Método de Pesquisa serão apresentadas. Portanto, com base nas atividades da etapa 1 do método, o Capítulo 4 apresenta os resultados obtidos que deram origem a concepção, desenvolvimento e avaliação do ambiente de aprendizado ubíquo Youubi. Semelhante a este, mas com base nas atividades da etapa 2 do método, o Capítulo 5 apresenta os resultados dos experimentos para verificação da hipótese e mudanças das práticas de ensino e aprendizagem de estudantes e professores durante o período do experimento com o Youubi. Por fim, o Capítulo 6 destaca as contribuições do trabalho, as publicações resultantes, como também as limitações e os trabalhos futuros.
2
Revisão
Bibliográfica:
Definições, Desenvolvimento e Avaliação
de Ambientes de U-Learning
Conforme discutido no capítulo anterior, o desenvolvimento e a aplicação de tecnologias no campo da aprendizagem requerem não apenas o conhecimento em tecnologias, mas também o domínio em questões didático-pedagógicas. Essa preocupação é especialmente relevante para projetos de u-learning, por se tratar de um paradigma bastante interdisciplinar. Portanto, nesse capítulo serão detalhados alguns conceitos relacionados a este tema de pesquisa e conhecimentos necessários para se alcançar os objetivos estabelecidos nesta tese.
2.1
Computação Ubíqua
“As mais profundas tecnologias são aquelas que desaparecem”. São com estas palavras que Weiser (1991, p. 3) introduz a perspectiva de que pessoas e ambientes seriam “aumentados” com recursos computacionais para fornecer informações e serviços, de modo “invisível”, quando e onde forem requisitados (AZEVEDO, 2009). Este tipo de cenário e a origem do termo “computação ubíqua” surgiram no Xerox Palo Alto Research Center, no Programa de Computação Ubíqua (Ubiquitous Computing Program). Nessa época, os antropólogos do Xerox PARC, por meio de estudos etnográficos, observavam o modo como as pessoas realmente utilizavam a tecnologia, e não como as pessoas diziam usá-la. Estas observações levaram os pesquisadores a refletirem menos sobre detalhes técnicos das máquinas e mais sobre o seu uso situacional, ou seja, como os computadores estavam integrados às atividades diárias e sociais humanas (WEISER; GOLD; BROWN, 1999).
O conceito de computação ubíqua (ubiquitous computing) (WEISER, 1991) surge como um modelo computacional que tem o objetivo de atender pró-ativamente às necessidades dos usuários, atuando de forma “invisível” (background) e integrando continuamente tecnologia e ambiente, de modo a auxiliar o usuário em suas tarefas cotidianas. Nesse modelo, serviços e recursos estão sempre disponíveis ao usuário, em qualquer lugar e a qualquer tempo, independente de dispositivo (BARBOSA, 2007).
De modo mais concreto, Araújo (2003, p. 48) define um conjunto de características que descrevem um sistemas ubíquo: a informação pode ser acessada através de múltiplos dispositivos heterogêneos; a aplicação segue o usuário em movimento; os dispositivos interagem entre si; algumas tarefas são executadas de forma autônoma; dispositivos diferentes
apresentam visões diferentes da mesma aplicação; o ambiente troca informações com os dispositivos e vice-versa; e a aplicação responde a mudanças no ambiente. Entretanto, algumas dessas características podem ser observadas em dois outros modelos computacionais: computação móvel e computação pervasiva, conforme ilustra a Figura 1.
Figura 1 – Relação entre Computação Móvel, Pervasiva e Ubíqua
Fonte: adaptado de Lyytinen e Yoo (2002).
A computação móvel se destaca pela capacidade de acompanhar o usuário, mesmo em movimento, e continuar provendo serviços computacionais, independentemente de sua localização; entretanto, o modelo computacional não se altera enquanto o usuário se movimenta, ou seja, o sistema não é capaz de perceber dados do contexto atual e se adequar a ele. Por outro lado, a computação pervasiva busca obter e oferecer serviços computacionais no ambiente de modo não perceptível pelo usuário, adequando dinamicamente seu modelo computacional e agindo de forma proativa. Portanto, a computação ubíqua agrega características e avanços da computação móvel e da computação pervasiva, de modo a integrar mobilidade com consciência de contexto para adequar os serviços computacionais oferecidos (LYYTINEN; YOO, 2002).
Em sistemas baseados em computação ubíqua, é importante destacar também a relevância da geolocalização, que se refere a determinação da posição geográfica de uma pessoa, lugar ou objeto. A posição geográfica de uma entidade pode ser definida pelas componentes de latitude e longitude, que podem ser obtidas, por exemplos, por sensores de GPS (Sistema de Posicionamento Global), comumente presente em tablets e smartphones. Dessa forma, com a popularização dos dispositivos capazes de obter dados de geolocalização, cresce também o desenvolvimento de aplicações de geotagging, que se refere à adição de metadados que permitem descrever a posição geográfica de mídias digitais, tais como fotografias, vídeos, mensagens, páginas web, entre outras (HOLDENER, 2011).
Por fim, os serviços e recursos possíveis por meio da combinação desses modelos podem ser aplicados em diversas áreas do conhecimento e atividades humanas. Por exemplo, para promover novos modelos de aprendizagem, proporcionar novas soluções para medicina, sustentar novos modelos de negócio, auxiliar no trabalho colaborativo, desenvolver aplicações voltadas ao entretenimento, possibilitar novos projetos de automação em residências, industrias e em automóveis, entre outras aplicações.
2.2
Aprendizagem Ubíqua
Com cada vez mais acesso a dispositivos computacionais conectados à Internet, os indivíduos experimentam a possibilidade de produzir e disseminar informações, de modo fácil, rápido e situado, conforme for sua necessidade e desejo. Portanto, tal cenário permite também que a aprendizagem possa ocorrer em qualquer tempo e espaço, dentro ou fora dos muros das instituições, seja a respeito de temas curriculares, ou simplesmente sobre curiosidades e interesses particulares. Em outras palavras, a aprendizagem não ocorre só na sala de aula, mas também em casa, no trabalho, no pátio, na biblioteca, museu, parque e nas interações cotidianas com os outros. Por exemplo, por meio dos dispositivos móveis, o aprendiz é capaz de interagir com o meio, capturando imagens, sons, informações de localização, vídeos e conectando-se a dispositivos distribuídos no ambiente. Essa possibilidade, de capturar e compartilhar informações em contextos diferentes, motiva a investigação pessoal, na qual o indivíduo cria novas situações de aprendizagem por meio das interações com o ambiente e com seus pares (GALENO, 2010).
Neste sentido, conforme abordado anteriormente, as características inerentes ao modelo de computação ubíqua abrem diversas e relevantes oportunidades quando aplicadas ao contexto educacional. Para essa combinação, de tecnologias baseadas no modelo de computação ubíqua para promover modelos de aprendizagem preparados para lidar com a mobilidade e se adequar aos diferentes contextos do cotidiano dos estudantes, surge o conceito de aprendizagem ubíqua (ubiquitous learning ou u-learning). Assim, de modo geral, a u-learning se refere ao conjunto de processos de aprendizagem apoiados por tecnologias digitais que possibilitem integrar os aprendizes com o seu contexto de aprendizagem, com seu cotidiano, sua rede social e seu ambiente físico, possibilitando aproximar, no ambiente virtual e presencialmente, pessoas, objetos, lugares, conteúdos, atividades e eventos, de modo a
potencializar oportunidades de aprendizagem contínua, contextualizada e significativa (SACCOL; SCHLEMMER; BARBOSA, 2011). Para complementar essa definição, Liu e Hwang (2010) descrevem o conceito de u-learning por meio de uma abordagem mais prática, dividindo-o em uma série de critérios, descritos a seguir no Quadro 1.
Quadro 1 – Características do u-learning
Critério Descrição
Características distintas de aprendizagem
Livre de limitações de distância, aprendizagem holística, acesso síncrono e assíncrono, situado em ambiente autêntico, acesso às informações de aprendizagem em tempo oportuno, adaptação e apoio aprendizagem ativa.
Principais tecnologias Dispositivos móveis com comunicações sem fio e tecnologias de sensores
(por exemplo, etiquetas RFID7 e/ou GPS8). Lócus de controle (interno, com
base na perspectiva do aluno) Usuário ativo ou usuário motivado por sensores.
Lócus de controle (externo, com base no uso da ferramenta)
Orientação com base em comportamentos de aprendizagem on-line e autênticos.
Principais fontes de informação Informações provenientes de servidores sem fio e objetos autênticos com
sensores embutidos. Aplicações acadêmicas e
industriais
Voltado ao conhecimento processual (know-how), tais como aprender a completar um experimento complexo.
Modos de instrução Atividades de aprendizagem um-para-um, um-para-grupo ou
grupo-para-grupo com informações de contexto autêntico. Modos de avaliação
Autoavaliação, avaliações feitas por colegas, professores, ou realizadas pelo sistema de aprendizagem, especialmente adequado para avaliar atividades de aprendizagem no mundo real.
Cenários de Aprendizagem Cenários do mundo real e aprendizagem on-line mais ativa e contextualizada.
Teorias pedagógicas
relacionadas Quase todos os tipos de teorias pedagógicas ou estratégias de tutoria.
Fonte: Liu e Hwang (2010)
Neste sentido, a ideia de ubiquidade no processo de aprendizagem não é atribuída a um contexto fixo e estático, o que permite ampliar os limites pré-estabelecidos do que são tradicionalmente conhecidos como espaços de aprendizagem. Em outras palavras, abrem-se novas possibilidades para converter outros espaços em laboratórios de aprendizagem.
Outro conceito relacionado é o de mobile learning (ou m-learning), que é a expressão didático-pedagógica usada para designar o paradigma educacional baseado na utilização de tecnologias móveis (SHARPLES; TAYLOR; VAVOULA, 2005; COCHRANE; BATEMAN, 2010; GAGNON, 2010; HWANG; TSAI, 2011; HWANG et al., 2012b; CAMACHO; LARA, 2011; WU et al., 2012). De modo geral, é possível definir a m-learning como qualquer forma de aprendizagem por meio de dispositivos de formato reduzido, autônomos quanto à fonte de alimentação e suficientemente pequenos para acompanhar as pessoas em qualquer lugar e a
7
RFID: Radio-Frequency Identification
qualquer hora (MOURA, 2010). Assim, as definições descrevem a m-learning como uma oportunidade de extensão das situações tradicionais de sala de aula, que são muitas vezes limitadas pelo tempo e pelo espaço. Pela afinidade que há entre essas modalidades, alguns autores (LIU; HWANG, 2010; SACCOL; SCHLEMMER; BARBOSA, 2011; CAMACHO; LARA, 2011) tratam da u-learning como uma evolução da m-learning, de modo geral, por agregar a sensibilidade ao contexto (Figura 2) e a não vinculação a um dispositivo específico; e consequentemente da e-learning, aprendizagem mediada por computadores em rede, conforme ilustra a Figura 3.
Figura 2 – Relação entre m-learning, u-learning e consciência do contexto
Fonte: adaptado de Silva (2012)
Figura 3 – Relação entre e-learning, m-learning e u-learning
Fonte: adaptado de Liu e Hwang (2010)
Conceito fundamental dentro da definição de u-learning, contexto na perspectiva dos sistemas computacionais é definido por Dey (2001) como qualquer informação que pode ser usada para caracterizar a situação de uma entidade, por exemplo, uma pessoa, um lugar, um objeto, ou qualquer outra que seja considerada relevante para a aplicação. Portanto, sistemas baseados em u-learning são sensíveis ao contexto (context aware), característica essa definida por Fleischmann (2012) da seguinte forma:
“[...] a sensibilidade ao contexto busca analisar e descrever o comportamento de um sistema de acordo com as mudanças que ocorrem em seu interior. Sistemas sensíveis ao contexto se dispõem a apresentar caráter proativo às modificações ocorridas, adaptando-se a elas.” (FLEISCHMANN, 2012).
