INTEGRANDO AMBIENTES DE ENSINO E APRENDIZAGEM NA WEB COM XML

A

PRENDIZAGEM

NA

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EB

COM

XML

1

Departamento de Comunicações Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Campinas - SP - Brasil

dtvale@decom.fee.unicamp.br

Maria Angélica de Oliveira Camargo-Brunneto

Departamento de Computação

Universidade Estadual de Londrina (UEL) Campus Universitário - Londrina - PR - Brasil angelica@uel.br

Resumo:A diversidade de ambientes de EAD para Web proporciona a seus usuários

Palavras-Chave:

Abstract: The diversity of distance learning environments for Web provides to its

Keywords:

1 _{Trabalho financiado pelo CNPq através} do programa Protem-CC.

1. I

A Internet, através da Web, tem contribuído para o surgimento de ambientes de ensino e aprendizagem cada vez mais dinâmicos e interativos. Estes ambientes disponibilizam ferramentas diversas que permitem professores e alunos explorarem positivamente a Web como um meio para compartilhar conhecimento. Ambientes de ensino e aprendizagem podem focar, com diferentes ênfases, funcionalidades como: atividades de gerenciamento de cursos, autoria e estruturação de material instrucional, ferramentas de comunicação, conteúdos personalizados mediante um perfil ou modelo de aprendiz e acompanhamento da evolução dos alunos.

Pode-se observar uma tendência de integrar diversas funcionalidades num mesmo ambiente, buscando-se melhor utilização dos recursos didáticos e computacionais para auxílio no ensino-aprendizagem. Ambientes integrados de ensino-aprendizagem são baseados num paradigma de aprendizagem colaborativa, fazendo extensivo uso das ferramentas de colaboração síncrona e assíncrona disponíveis na Internet. Estes não são considerados ambientes de desenvolvimento de multimídia.

O número crescente de usuários que necessitam usar a Internet para fins educacionais intensifica a diversidade de preferências, interesses e capacitação de alunos. Neste contexto, a área da Hipermídia Adaptativa tem sido foco de muitas pesquisas, pois a diversidade demanda técnicas adaptativas para suportar ambientes de educação à distância (EAD) na Web [1][2].

Estas pesquisas buscam a adaptação dos materiais didáticos aos diferentes estilos de aprendizagem dos alunos [1][3][4], através de métodos e técnicas que proporcionam adaptabilidade na apresentação do conteúdo instrucional e no percurso navegacional, visando melhor suprir as necessidades individuais do aluno [1][5].

O estudo personalizado tem sido uma das promessas mais significativas para a EAD, possibilitando a adaptação individual do contexto de ensino ao aluno, ao contrário do ensino tradicional que, a partir de uma seqüência e método padronizados, transfere ao aluno a responsabilidade de se adaptar. O tratamento da adaptabilidade de conteúdos educacionais é o foco principal do ambiente AdaptWeb® [6], sendo que o suporte às necessidades administrativas e de interação entre os alunos e entre alunos e professores ou tutores é oferecido, entre outros, pelo ambiente Claroline [7].

A diversidade de ambientes de ensino e aprendizagem presentes na Web fez surgir uma nova necessidade: permitir o intercâmbio de material didático. A troca de material entre ambientes de aprendizagem permite explorar funcionalidades que não são contempladas em um ambiente, mas sim em outros. Este

artigo descreve a proposta e implementação de uma ferramenta de importação e exportação de material didático entre os ambientes AdaptWeb® e Claroline, utilizando XML para o intercâmbio de dados.

O restante do artigo está organizado da seguinte forma: a seção 2 apresenta uma breve revisão sobre ambientes integrados de ensino-aprendizagem para Web, a seção 3 descreve o ambiente AdaptWeb® e suas principais características, enquanto a seção 4 trata do ambiente Claroline. A proposta e implementação da integração dos dois ambientes é descrita na seção 5. A seção 6 apresenta os resultados da pesquisa e considerações finais encontram-se na seção 7.

2. A

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Inúmeros ambientes computacionais para auxiliar na tarefa de prover ensino-aprendizagem usando recursos da Internet têm sido propostos e desenvolvidos. No final da década de 90 e início dos anos 2000 tornaram-se populares os ambientes para auxiliar na autoria, gerenciamento de cursos. Como exemplos típicos, podem ser citados entre outros o Teleduc [8], WebCT 2_{, AulaNet}3 _{e Lotus Learning} Space 4

Em geral tais ambientes são compostos por diferentes ferramentas (ou módulos) que são organizadas de acordo com sua funcionalidade e modo de acesso. As funcionalidades incluem: autoria ou estruturação de cursos, gerenciamento de cursos, navegação pelos cursos, acompanhamento do progresso do aluno, etc. O modo de acesso em geral é baseado em 3 tipos de usuários: administrador do ambiente, professor e aluno. Atividades de autoria ou estruturação de cursos, bem como gerenciamento de cursos são funcionalidades disponíveis para os professores (ou autores de curso). A navegação pelos cursos pode ser acessível tanto para usuários do tipo aluno como para usuários do tipo professor. O administrador do ambiente é responsável pelo controle de acesso ao ambiente Web.

O crescente desenvolvimento de software livre tem contribuído para que professores possam explorar diferentes ambientes educacionais para auxiliar nas tarefas de ensino-aprendizagem. Nesta abordagem, são referências importantes o Claroline [7], Moodle5 _{e TeleEduc [8].}

A proliferação de ambientes integrados de ensino-aprendizagem ou LMS (Learning Management Systems) aumenta as possibilidades de escolha para os educadores.

2 _{http://www.webct.com/}

3 _{http://www.eduweb.com.br/portugues/elearning_tecnologia.asp} 4 _{http://www.pugh.co.uk/Products/lotus/learningspace.htm} 5 _{Http://www.moodle.org}

6 _{Hipertext PreProcessor – http://www.php.net} 7 _{http://www.mysql.org}

Entretanto, para que haja intercâmbio de material entre diferentes ambientes, faz-se necessária a utilização de padrões de representação de documentos.

Diante deste panorama, muitos professores que desejam contribuir para melhorar o processo de ensino-aprendizagem buscam incansavelmente por ambientes que propiciem o maior número de funcionalidades de forma prática. Mediante tantas possibilidades de ambientes educacionais para Web, e considerando-se que nem sempre é possível encontrar todas as funcionalidades reunidas em um único ambiente, o professor poderia optar pela utilização conjunta de dois ou mais ambientes ou mesmo migrar de um ambiente para outro. Entretanto o professor pode sentir-se pouco motivado mediante a explorar tais possibilidades, se não for possível reutilizar o conteúdo de um curso já criado num determinado ambiente.

Visando auxiliar na tarefa de compartilhar funcionalidades de diferentes ambientes de ensino-aprendizagem, bem como reutilizar conteúdo de curso já inserido, desenvolveu-se uma integração entre os Ambientes AdaptWeb e Claroline. Basicamente AdaptWeb explora possibilidades de adaptação de cursos

Web para diferentes públicos-alvo. Já o Claroline oferece

as funcionalidades para gerenciamento de curso e comunicação entre alunos e professor.

3. O

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O ambiente AdaptWeb® [6] é um software, voltado para a Web, que permite a adaptação de material didático de acordo com o perfil do aluno. Foi desenvolvido utilizando a linguagem PHP6 _{e MySQL}7 _{para gerenciamento de dados.} Para sua utilização é necessário um servidor Web e um usuário administrador do ambiente. Este usuário é responsável pela autorização de cadastro de professores interessados em ofertar cursos. Alunos devem cadastrar-se no ambiente (acessando o endereço do cadastrar-servidor Web onde foi instalado) e solicitar inscrição nos cursos ofertados. Está disponível para download em http://

adaptweb.sourceforge.net e uma versão de demonstração

encontra-se em http://www.protem.dc.uel.br/adaptweb. O ambiente permite a adaptação de navegação (modos tutorial ou livre), de apresentação (conceitos estudados, não estudados, em estudo, disponíveis e indisponíveis de acordo com a existência de pré-requisitos estabelecidos pelo professor) e de conteúdo (estrutura dos conceitos varia de acordo com a área de formação do aluno). A autoria e apresentação de disciplinas de cursos EAD usando o AdaptWeb® oferece a possibilidade de adaptação em diferentes dimensões. O ambiente é dividido em quatro módulos, como mostra a Figura 1.

Figura 1: Arquitetura do ambiente AdaptWeb.

No módulo de Autoria (1), o professor estrutura o material em disciplinas que podem ser apresentadas a diferentes cursos. Como resultado da fase de autoria, o ambiente armazena os dados da disciplina em uma base de dados. O módulo de Armazenamento em XML (2) é responsável por armazenar as informações contidas na base de dados em documentos XML8_. Estes documentos serão posteriormente analisados e modificados pelo módulo de Adaptação do Conteúdo Instrucional (3) e o módulo de Interface Adaptativa (4). Dessa forma, a interação entre os ambientes de autoria e de exibição é realizada por meio de arquivos XML.

Os arquivos XML têm a função de filtrar as informações para o aluno que está cursando a disciplina. Através dos dados contidos nos arquivos XML, do módulo de Adaptação de Conteúdo Instrucional e do módulo de Interface Adaptativa, o ambiente é capaz de apresentar apenas os tópicos acessíveis ao aluno de determinado curso, havendo ou não pré-requisitos. A navegação do aluno pela disciplina gera um registro de log armazenado no banco de dados.

Figura 2: Estrutura de uma disciplina no AdaptWeb.

A Figura 2 contém a estrutura de uma disciplina no AdaptWeb®. Uma disciplina está disponível para um ou mais cursos. A disciplina é composta por tópicos, e cada tópico possui uma guia de conceito. O conceito está associado a um arquivo HTML.

8 _{eXtensible Markup Language – Tutorial disponível em}

Para cada disciplina existe uma divisão de tópicos e em cada tópico o professor pode inserir um conceito seguido de exemplos, exercícios e materiais complementares. Para cada tópico podem ser definidos pré-requisitos e para quais cursos estará disponível. Conceitos, exemplos e exercícios necessitam de um arquivo HTML, enquanto materiais complementares podem conter outros arquivos como apresentações, filmes ou documentos.

A Figura 3 contém a estrutura do banco de dados responsável por armazenar as informações das disciplinas criadas no AdaptWeb®.

Figura 3: Estrutura do banco de dados de uma disciplina no AdaptWeb®

A tabela disciplinas é responsável por armazenar as informações das disciplinas e a quais cursos estão relacionadas. A tabela tópicos armazena todos os tópicos referentes às disciplinas e a tabela arquivos armazena o caminho dos arquivos (HTML ou não) referentes a cada conceito, exemplos, exercícios e materiais complementares.

O AdaptWeb tem sido usado no desenvolvimento da disciplina de Computação Numérica e Algébrica, cujo conteúdo é ofertado para diferentes cursos de graduação como Ciência da Computação, Engenharias, Matemática, Física entre outros. Uma estrutura conceitual hierárquica completa foi montada pelo professor, a partir da qual se derivou conteúdos apropriados para alunos de diferentes cursos.

4. O

C

O projeto Claroline iniciou-se em 2000 na Universidade Católica de Louvain9 _{por Thomas De Praetere.} É um ambiente para gerenciamento de cursos na Web, assim como AulaNet10 _{e Teleduc [8]. Desde 2004, o código do}

Claroline é co-desenvolvido em parceria com o

CERDECAM11_{, centro de pesquisas da ECAM}12 _{(Escola de} Engenharia da Bélgica). Está disponível para download em http://www.Claroline.net. O software, voltado para a Web, foi desenvolvido utilizando a linguagem PHP e MySQL para gerenciamento de dados. Assim como o AdaptWeb, requer um servidor Web para instalação, um usuário administrador. Professores cadastram-se como criadores de cursos Web e alunos cadastram-se como seguidores de cursos Web.

Com o Claroline, é possível para o professor interagir com o aluno de diferentes maneiras. O ambiente possui ferramentas diversas que auxiliam no gerenciamento de cursos em EAD para a Web. Por ser de código aberto, é possível desenvolver novos recursos e incorporá-los ao ambiente principal. O Claroline permite que o professor realize interação com os alunos de diferentes maneiras. Para cada curso criado pelo professor, o ambiente disponibiliza diversos recursos como agenda, quadro de avisos, repositório de trabalhos dos alunos, documentos e links organizados pelo professor, estruturador de exercícios.

O Claroline tem sido utilizado como recurso auxiliar em aulas presenciais em cursos de graduação e pós-graduação no Departamento de Computação da UEL. Algumas modificações já foram realizadas no ambiente, visando atender necessidades específicas para facilitar a tarefa de avaliação de trabalhos enviados pelos alunos.

A partir da versão 1.5.1 do Claroline houve a inclusão do recurso Learn Path Tool (Rotas de Aprendizagem). Uma rota de aprendizagem é uma seqüência de estudo, definida pelo professor, sugerindo ao aluno a ordem em que o conteúdo deve ser estudado.

Uma rota de aprendizagem é composta por módulos. Em geral, um módulo é representado por um arquivo HTML, um documento, uma figura ou um vídeo. Na definição da rota de aprendizagem é possível especificar como o aluno deve navegar por estes materiais, definindo pré-requisitos na navegação de um módulo para outro, gerando um roteiro de estudo para o aluno.

A criação de uma rota de aprendizagem pode acontecer de duas formas: o professor define uma rota e cria os módulos com seus respectivos arquivos, ou então importa uma rota. No caso da importação deste material, ele deve estar em conformidade com o SCORM, que será discutido na seção 5.1.

Uma rota de aprendizagem assemelha-se à estrutura de uma disciplina definida no AdaptWeb®. Uma analogia pode ser feita entre as rotas de aprendizagem do Claroline e seus módulos, e as disciplinas com seus tópicos no AdaptWeb®.

A Figura 4 mostra a estrutura das tabelas responsáveis por armazenar as informações das rotas de 9 _{http://www.ucl.ac.be/}

10 _{http://www.eduweb.com.br/portugues/elearning_tecnologia.asp}

11 _{http://www.cerdecam.be/} 12 _{http://www.ecam.be/}

aprendizagem de determinado curso no Claroline. Para cada curso, as tabelas são geradas com um sufixo correspondente ao identificador deste curso no ambiente. A tabela de assets13 _{(4d) armazena as informações sobre os} arquivos dos módulos.

Existe também uma tabela que armazena as rotas de aprendizagem com seus identificadores (4c), assim como existe uma tabela que armazena os módulos (4a) e relaciona com suas respectivas rotas (4b), além de armazenar a estrutura da rota de aprendizagem - com informações como a ordem dos módulos, por exemplo.

Figura 4: Estrutura do banco de dados de uma disciplina no Claroline

5. I

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Existem funcionalidades de gerenciamento de cursos no Claroline que não estão presentes no AdaptWeb®, assim como este contempla um estruturador de conteúdo e um módulo de navegação adaptativa que não existem no primeiro ambiente.

No AdaptWeb, uma disciplina pode ser ofertada para vários cursos14_{. Uma disciplina é composta por tópicos,} onde a navegação por tópicos pode seguir pré-requisitos definidos pelo professor. No Claroline, uma rota de aprendizagem (uma disciplina no AdaptWeb) é composta por módulos (tópicos) onde a navegação entre os módulos segue a mesma idéia da navegação por tópicos no AdaptWeb.

A partir da descrição dos ambientes Claroline e AdaptWeb®, apresentada nas seções 3 e 4, é possível constatar que:

(i) embora as aplicações possuam funcionalidades semelhantes, no que se refere a autoria e disponibilização de conteúdo educativo, este conteúdo não é portável entre os dois ambientes;

(ii) cada aplicação possui uma base de dados distinta, onde uma aplicação não tem a capacidade de compreender a organização dos dados do outro ambiente. Além disso, mesmo que um dos ambientes fosse modificado, de forma a utilizar a mesma base de dados do outro ambiente, esta prática torna-se inviável quando se tratar da integração destes dois ambientes com outros ambientes de ensino e aprendizagem para a Web;

(iii) apesar da estrutura lógica dos materiais ser distinta (disciplinas e tópicos contendo arquivos HTML no AdaptWeb®; rotas de aprendizagem e módulos no Claroline), elas possuem uma forte semelhança, assim como ocorre com grande parte dos ambientes de ensino a distância para a Web. Normalmente, o material didático disponibilizado em ambientes

Web segue determinada hierarquia: páginas

HTML, arquivos contendo slides ou vídeos podem ser organizados logicamente em capítulos, tópicos ou módulos. Estes, por sua vez, podem fazer parte de uma seção ou uma disciplina, que finalmente, pode fazer parte de determinado curso ou turma.

Neste contexto, é possível concluir que a integração entre dois ou mais ambientes de ensino a distância, no que diz respeito à interoperabilidade de material instrucional, é possível. Para isso, deve existir um mecanismo que permita que um ambiente reconheça e adapte a estrutura lógica do material desenvolvido em outro ambiente para o formato com o qual ele tradicionalmente trabalha.

Quando cabe ao professor a tarefa de transferir manualmente este material, criado por ele com auxílio de um ambiente de ensino para a Web, todo o processo de autoria deve ser refeito no novo ambiente de ensino. Esta prática desmotiva ou impossibilita o professor de explorar novas funcionalidades disponíveis em outros ambientes de ensino a distância, restringindo os recursos disponíveis para alunos e professores na Web,

O problema de integração entre sistemas distintos e bases de dados heterogêneas não é uma questão recente, como é apontado em [9]. Diversas pesquisas foram desenvolvidas, algumas metodologias foram propostas assim como vários protótipos foram desenvolvidos.

Para o problema de integração de ambientes de ensino a distância, utilizando AdaptWeb® e Claroline como instâncias destes ambientes, duas alternativas foram estudadas, sendo apresentadas nas seções subseqüentes: SCORM, um modelo de referência para padronização de 13 _{A descrição de assets, no padrão SCORM, encontra-se na seção}

14 _{No contexto do AdaptWeb®, um curso remete a nomenclatura} acadêmica (cursos de graduação, de pós-graduação, que remetem a um público alvo específico).

conteúdo instrucional para a Web, e XML, uma linguagem de marcação utilizada amplamente para a descrição, manipulação, armazenamento, representação e intercâmbio de dados [10].

5.1. REPRESENTAÇÃODECONTEÚDOINSTRUCIONAL - SCORM

SCORM15 _{(Sharable Content Object Reference Model)} é um modelo desenvolvido e distribuído pela ADL16 (Advanced Distributed Learning), cujo objetivo principal é permitir a reusabilidade de material instrucional disponibilizado em cursos à distância. SCORM define e descreve um conjunto de normas que especificam tanto os requerimentos para o material instrucional (objeto de aprendizagem) como para os ambientes (LMS – Learning

Management System) que suportam este material.

O modelo SCORM define a construção de: uma API (Application Programming Interface) de comunicação que informa a interação do aluno com o conteúdo de ensino ao LMS que suporta este material; um pacote padronizado contendo material de ensino, permitindo a reusabilidade e interoperabilidade deste material; um conjunto de metadados que descreve este material e um conjunto de regras que descrevem como este material deve ser seqüenciado para o aluno; além de um conjunto de diretivas para permitir que um LMS suporte material em conformidade com o SCORM.

Os assets são a menor unidade física dentro de um material em conformidade com o SCORM. Um asset é arquivo altamente reutilizável, já que é definida para ele uma série de metadados que permitem procurar e encontrar assets em repositórios on-line.

SCO´s (Sharable Content Object) são uma coleção de assets que se tornam uma unidade independente de material instrucional. São a menor unidade lógica de conteúdo dentro em um material definido pelo SCORM. Podem representar uma unidade, um tópico, um módulo ou uma lição dentro de um curso. SCO´s não podem comunicar-se diretamente entre si, pois são independentes. SCO´s podem ser apenas disponibilizados através de um LMS.

Quando um material está em conformidade com SCORM, qualquer LMS que suporte o modelo pode disponibilizar este material. Na prática, um material em conformidade com o modelo é um pacote (um arquivo compactado) contendo um arquivo em XML com metadados que descrevem como estão definidos e organizados os arquivos, quais os SCO´s e assets presentes no pacote, e o nível de agregação entre eles.

Atualmente, o padrão SCORM tem sido estudado como alternativa para padronização de conteúdo instrucional, proveniente de ambientes de ensino e aprendizagem para a

Web, para ambientes de ensino presentes, inclusive, em outras plataformas, como a TV Digital [11].

O Claroline já possui um módulo de importação de material SCORM, no entanto não possui nenhum módulo de exportação. A maioria dos LMS´s apenas importam material; para a criação de conteúdo SCORM existem alguns editores de SCORM17_.

SCORM poderia ser uma alternativa para implementar a integração entre Claroline e AdaptWeb® através da construção de um módulo de exportação de material SCORM no Claroline, adequando uma rota de aprendizagem para este formato, e construir um módulo de importação/exportação de material SCORM no AdaptWeb. Disponibilizar material SCORM no AdaptWeb seria possível teoricamente de duas maneiras: criar uma ferramenta separada no ambiente, assim como existe no

Claroline, ou substituir a tradicional navegação de

disciplinas pela navegação de material SCORM. As duas situações mostraram-se inviáveis: a primeira, porque não atenderia ao objetivo do projeto, que é o intercâmbio de material entre AdaptWeb® e Claroline, ou seja, permitir exportar um curso criado no AdaptWeb® para o Claroline e vice-versa; a segunda, porque traria mudanças profundas no ambiente, que perderia sua característica principal - a autoria e apresentação de material adaptável para os alunos integrantes de um curso de EAD.

A contribuição do SCORM para este trabalho está em como a linguagem XML pode ser utilizada para o intercâmbio de dados e material didático em ambientes EAD. Desta forma, a proposta de integração dos dois ambientes, conforme descrito a seguir, mostra como a XML pode ser utilizada para o intercâmbio de dados, sugerindo um padrão específico que permita a troca de conteúdo entre os dois ambientes.

5.2. A LINGUAGEM XML

Baseada na SGML (Standard Generalized Markup

Language), XML consiste em uma linguagem de marcação

extensível para descrição de documentos na Web. A linguagem XML é amplamente utilizada na integração e intercâmbio de bases de dados de conhecimento disponíveis na Web, nas mais diversas áreas do conhecimento [12].

Um documento XML é estruturado de forma hierárquica, através da utilização de tags, como uma árvore de dados, contendo nós pais e nós filhos. A principal vantagem que XML oferece é a separação entre estrutura, conteúdo e formatação de um documento.

As tags não são pré-definidas, resultando em flexibilidade e simplicidade, além de permitir a inserção de

17 _{Um exemplo é o Reload Editor (Reusable eLearning Object}

Authoring & Delivery), disponível em http://www.reload.ac.uk/

15 _{http://www.adlnet.org/scorm/index.cfm} 16 _{http://www.adlnet.org}

metadados (dados que descrevem dados), fornecendo subsídios para definição de marcadores que permitem agregar algum significado ao conteúdo de um documento. Isto possibilita não apenas a apresentação dos dados para seres humanos, como também o processamento de tais informações por aplicações [13].

Segundo Bartlett [14], XML não é uma linguagem por si mesma, mas sim um conjunto de regras e restrições para construção de outras linguagens: uma metalinguagem ou um formato de dados. A formatação de um arquivo XML é codificada através de um Document Type Definition (DTD), ou através de um XML Schema [15]. DTD ou XML Schema possuem algumas diferenças que não serão tratadas neste artigo. Ambos são arquivos que descrevem basicamente a estrutura de um documento XML, definindo quais os elementos e atributos que consistem a linguagem, quais valores os mesmos podem conter e o relacionamento entre esses elementos.

Um documento XML que não siga as regras codificadas em uma DTD ou em um XML Schema, mas que esteja sintaticamente correto é dito documento bem formado. De acordo com Santanche [14], a DTD ou o Schema é opcional, desde que um documento seja bem formado. No entanto, para a validação de um documento XML é necessário que este atenda as especificações definidas em uma DTD ou em um XML Schema.

Uma API (Application Programming Interface) consiste em uma interface para programação de aplicações. Existem duas API´s principais para a manipulação de arquivos XML em diversas aplicações: DOM (Document Object

Model) e SAX (Simple API for XML).

O DOM consiste de uma API baseada na estrutura de árvores, é independente de plataforma e linguagem, permitindo aos programas acessarem e atualizarem dinamicamente os conteúdos, as estruturas e os estilos dos documentos XML Schema [15]. O SAX é um parser baseado em eventos. Existem basicamente três eventos no parse de um arquivo XML: startElement (quando é encontrada uma

tag de abertura), endElement (quando é encontrada uma tag

de fechamento) e characterData (o que está contido entre as tags de abertura e fechamento).

O SAX não permite alterar o conteúdo nem a estrutura de um arquivo XML; ele realiza apenas leitura e análise do arquivo. A chamada do DOM em uma aplicação gera em memória uma estrutura de árvore do arquivo XML analisado. A utilização do SAX requer a implementação por parte do programador das ações que serão tomadas de acordo com os eventos encontrados na análise de um arquivo XML.

A API DOM é utilizada no AdaptWeb® nos módulos de Adaptação do Conteúdo Instrucional e de Interface Adaptativa. Ela é responsável por manipular os documentos XML gerados no momento da autoria e filtrar as informações acessíveis aos alunos da disciplina. SAX é utilizado pelo

Claroline no momento em que realiza a análise do arquivo

XML durante a importação de uma rota de aprendizagem.

A escolha de qual API será utilizada para a manipulação de arquivos XML é uma decisão importante, visto que pode interferir significativamente na programação e no desempenho do sistema desenvolvido.

No desenvolvimento das ferramentas de importação/ exportação para Claroline e AdaptWeb®, foi utilizado ora DOM ora SAX na manipulação de arquivos XML, de acordo com as características de cada API, visando melhor atender as necessidades de cada atividade, com o objetivo de avaliar e compara as duas API’s.

5.3. PROPOSTADEINTEGRAÇÃOUTILIZANDO XML

O padrão SCORM não mostrou-se uma solução eficaz para permitir a troca de material entre Claroline e AdaptWeb®. No entanto, serviu como modelo para a construção de uma ferramenta capaz de realizar esta tarefa. Mover o material de uma disciplina de um ambiente para outro, na prática, significa migrar os arquivos relativos a essa disciplina bem como sua estrutura lógica armazenada

na base de dados do ambiente.

A organização da estrutura lógica dos arquivos, por sua vez, foi exportada em arquivo XML, na forma de um padrão comum, de forma que fosse possível ser entendido e manipulado pelos dois ambientes. Para isso, as duas estruturas de representação dos dados foram mapeadas para um modelo comum. Este modelo é descrito no arquivo XML gerado pela exportação do conteúdo.

Assim como ocorre com a importação de material SCORM pelo Claroline, foi desenvolvido um mecanismo semelhante de importação de material proveniente do AdaptWeb®.

A proposta de integração dos ambientes através da troca de material de ensino define a implementação de duas ferramentas: uma responsável pela importação/exportação de conteúdo do AdaptWeb®, e outra responsável pela importação/exportação de conteúdo do Claroline. Estas ferramentas foram desenvolvidas em PHP e incorporadas às aplicações principais, também desenvolvidas em PHP, como módulos adicionais.

A exportação consiste em gerar um arquivo compactado contendo os arquivos referentes ao material e um arquivo XML contendo a estrutura deste material, proveniente da base de dados do ambiente. A importação consiste em extrair os arquivos compactados pela ferramenta de exportação, analisar o arquivo XML e replicar a estrutura do material na base de dados do novo ambiente.

5.3.1. EXPORTANDOMATERIALNO ADAPTWEB® E CLAROLINE Como o DOM permite criar e alterar arquivos XML, a exportação de conteúdo nos dois ambientes faz uso desta API. No caso do AdaptWeb® o professor seleciona qual disciplina deseja exportar e no Claroline, qual a rota de

aprendizagem. Selecionada a disciplina/rota, os arquivos referentes ao material são compactados em um arquivo chamado export.zip. Junto a esse arquivo, é incluído um arquivo chamado export.xml. Este arquivo é criado no momento da exportação, onde a estrutura da disciplina/ rota de aprendizagem contida nas bases de dados dos dois ambientes é traduzida para o arquivo XML.

Um exemplo pode ser visto na Figura 5, que mostra a tela de disciplinas que o professor pode exportar, o download do arquivo com a disciplina exportada, a lista de arquivos e o arquivo XML que descreve a estrutura desta disciplina.

5.3.2. IMPORTANDOMATERIALNO ADAPTWEB® E CLAROLINE Na importação de material pelo AdaptWeb® , foi utilizada a API DOM. O parser gera uma estrutura de árvore

Figura 5: Exportando material do AdaptWeb®

com os dados do arquivo XML contido no pacote da disciplina importada. As etapas de importação são: extrair os arquivos, analisar o arquivo XML e replicar a informação no banco de dados. Para a manipulação dos dados extraídos do arquivo XML é necessário manipular uma estrutura de árvore contendo nós pais e filhos, onde cada

nó representa uma tag do documento XML, o que justifica o uso da API DOM.

Na importação de material pelo Claroline, foi utilizada a API SAX, assim como ocorre na importação de material SCORM. As funções que realizam o parser (startElement, endElement e characterData) foram implementadas. Após a análise do arquivo, utilizando SAX, é gerada uma tabela contendo os dados extraídos. Esta tabela armazena toda a informação da rota importada. No passo posterior, essas informações são armazenadas na base de dados do Claroline.

6. R

Baseado nas experiências obtidas com o estudo das API’s para manipulação de documentos XML e a implementação dos módulos de exportação/importação de conteúdo nos ambientes Claroline e AdaptWeb®, foi constatado que:

• DOM deve ser utilizado para arquivos XML menores, devido à grande alocação de memória

para armazenar a árvore gerada pela API (de duas a cinco vezes o tamanho do documento XML [16]). Esta API também é recomendada para acesso randômico aos dados do arquivo XML, o que não ocorre no processo de importação/ exportação de material entre os dois ambientes. Recomenda-se a utilização da DOM quando é necessário alterar ou criar um arquivo XML, como é o caso de sua utilização no AdaptWeb®

(No módulo de Armazenamento em XML, descrito na seção 3).

• SAX é recomendado quando os arquivos XML são grandes, visto que o consumo de memória durante a análise do arquivo XML independe do seu tamanho [16], e é necessário extrair poucos elementos destes arquivos. É recomendado também quando o arquivo XML será pouco acessado, ou analisado unicamente, assim como ocorre no analisador do arquivo XML existente na importação de uma rota de aprendizagem no

Claroline.

Do ponto de vista da programação, a API DOM é mais simples, pois possui todas as diretivas para a manipulação da estrutura em árvore que é gerada automaticamente pelo seu parser. No caso do SAX, foi necessário programar as funções que fazem o parser do arquivo XML.

A implementação utilizando SAX, que trata o arquivo XML como uma cadeia de palavras, analisadas serialmente, mostrou-se mais eficiente para a criação de uma tabela de dados, a qual pôde ser manipulada mais facilmente do que a estrutura de dados na forma de árvore gerada pelo DOM, visto que a estrutura de dados na forma de tabela foi implementada buscando-se proximidade com a estrutura dos dados presente no banco de dados do ambiente Claroline. No caso da implementação com DOM, a tradução do arquivo XML em uma estrutura dinâmica de árvore, é realizada automaticamente pela API. Apesar da representação usada pelo DOM ser mais próxima da visão hierárquica que um documento XML representa, foi necessário programar outras rotinas que analisassem essa nova estrutura de dados (árvore) e a convertesse para a estrutura reconhecida pela base de dados do AdaptWeb®. Do ponto de vista didático-pedagógico, as ferramentas de importação e exportação, criadas para os dois ambientes, contemplaram o objetivo da proposta de integração, oferecendo ao professor a possibilidade de explorar conjuntamente dois ambientes de ensino e aprendizagem para a Web que, embora ofereçam de maneira distinta um mesmo material, complementam-se em suas funcionalidades.

A exportação de material do AdaptWeb para o

Claroline contribui para que o professor possa reusar o

conteúdo de um curso organizado no AdaptWeb. Estando o conteúdo disponível no Claroline, alunos e professores podem contar com as funcionalidades de comunicação e gerenciamento de cursos do Claroline.

Material de curso organizado no Claroline pode ser importado pelo AdaptWeb, contribuindo para que o professor possa aproveitar os conteúdos já usados, incluindo exemplos, exercícios e materiais complementares direcionados para diferentes públicos-alvo. Desta forma, o material instrucional criado originariamente pelo professor pode ser ampliado, contribuindo para a aprendizagem do aluno também.

7. C

Tradicionalmente, ambientes de ensino e aprendizagem apresentam dois módulos: um módulo de autoria, onde o professor define o material que será utilizado pelos seus alunos; e um módulo de aprendizagem, onde os alunos têm acesso ao material criado pelo professor.

Caso o professor faça uso de mais de um ambiente, visto que diferentes ambientes oferecem diferentes funcionalidades ou serviços, é inviável para ele realizar a autoria de um mesmo material diversas vezes.

Neste sentido, a proposta de integração descrita neste artigo teve como objetivo auxiliar o professor na portabilidade de um material criado anteriormente em um ambiente para outro. As duas instâncias de ambientes de ensino e aprendizagem para a Web consideradas neste trabalho foram os ambientes AdaptWeb® e Claroline. Visto que existiam semelhanças entre as disciplinas criadas no AdaptWeb® e as rotas de aprendizagem no Claroline, visualizou-se a possibilidade de implementar uma ferramenta que permitisse a troca de material entre os dois ambientes.

O estudo do padrão SCORM mostrou sua inviabilidade na implementação desta ferramenta, no entanto, foi o ponto de partida para a proposta de uma ferramenta própria que realizasse esta integração, utilizando XML.

O uso da linguagem XML para a troca de material entre os dois ambientes facilitou a implementação da ferramenta devido a sua flexibilidade e sua facilidade em descrever, padronizar e manipular dados.

Integrar os dois ambientes através da troca de conteúdo é um recurso que pode ser explorado positivamente pelo professor, visto que existem diversas funcionalidades no

Claroline para o gerenciamento de cursos EAD que não estão

presentes no ambiente AdaptWeb®. A utilização da linguagem XML para a troca de material entre os dois ambientes facilitou a implementação da ferramenta devido a sua flexibilidade e sua facilidade em descrever, padronizar e manipular dados.

Esta proposta de integração pode servir de modelo para integração com outros ambientes de ensino-aprendizagem para Web como, por exemplo, o Teleduc, e até mesmo para ambientes presentes em outras plataformas, como a TV Digital [17]. Outra proposta de trabalho futuro relacionada com este projeto é a de integrar os ambientes Claroline e AdaptWeb® a partir de um cadastro único, ou seja, um usuário conectado em um ambiente estará automaticamente conectado no outro, permitindo o uso imediato das funcionalidades dos dois ambientes.

R

[1] P. Brusilovsky. Adaptive Hypermedia. User Modeling

and User-Adapted Interaction. 11: 87-110, 2001.

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Conference, pp. n-n+10, Ede, The Netherlands, Maio

2003.

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