CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
UM MODELO PARA COLABORAÃÿO ENTRE
SISTEMAS GERENCIADORES DE OBJETOS DE
APRENDIZAGEM
LUÃS GUSTAVO ARAUJO FERREIRA
LUÃS GUSTAVO ARAUJO FERREIRA
UM MODELO PARA
COLABORAÃÿO ENTRE
SISTEMAS GERENCIADORES DE
OBJETOS DE APRENDIZAGEM
Trabalho de conclusão apresentado à banca exa-minadora do curso de Ciência da Computação do Centro Universitário La Salle - Unilasalle, como exigência parcial para obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação, sob orien-tação da Profa. DSC. PatrÃcia Kayser Vargas Mangan.
TERMO DE APROVAÇÃO
LUÃS GUSTAVO ARAUJO FERREIRA
UM MODELO PARA COLABORAÃÿO ENTRE
SISTEMAS GERENCIADORES DE OBJETOS DE
APRENDIZAGEM
Trabalho de conclusão aprovado como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação do Centro Universitário La Salle - Unilasalle,
pela seguinte banca examinadora:
Profa. Dsc. Alessandra Drahmer Centro Universitário La Salle - Unilasalle
Profa. Dsc. Débora Nice Ferrari Barbosa Centro Universitário La Salle - Unilasalle
Prof. Dsc. Patrícia Kayser Vargas Mangan Centro Universitário La Salle - Unilasalle
RESUMO
Com a crescente procura por cursos na modalidade a distância percebe-se que há um grande esforço por parte dos tutores em confeccionar materiais para seus alunos, porém nota-se que muitos não buscam reutilizar materiais prontos para adaptá-los as suas aulas. Uma hipótese para esta situação é a perda de portabilidade entre os diferentes ambientes de Educação à distância. Outra hipótese é os materiais estarem sicamente distribuídos di cultando sua localização. O objetivo deste trabalho é de nir uma modelo para colaboração entre repositórios de materiais educacionais abrangendo buscas em repositórios distribuídos e permitindo conversões entre os padrões.
Palavras-chave: Sistemas Gerenciadores de Objetos de Aprendizagem, EducaÃÿo à distÃncia, Web services.
ABSTRACT
A Model for collaboration between Learning Object Management System
With increase search by courses e-learning realize there a big eort by part of teacher in make supplies for your students, but notice very
SUMÁRIO
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS . . . 8
LISTA DE FIGURAS . . . 9 LISTA DE TABELAS . . . 10 1 INTRODUÇÃO . . . 11 1.1 Motivação . . . 12 1.2 Problema de Pesquisa . . . 12 1.3 Objetivo . . . 12 1.3.1 Gerais . . . 12 1.3.2 Especí cos . . . 12 1.4 Metodologia de Pesquisa . . . 12 1.5 Estrutura do Trabalho . . . 12 2 OBJETOS DE APRENDIZAGEM . . . 13
2.1 Padrões de Objetos de Aprendizagem . . . 13
2.2 Sistemas de Gerenciamento de Objetos de Aprendizagem . . . 14
2.3 Repositórios de Objetos de Aprendizagem . . . 15
2.4 Considerações sobre o capítulo . . . 15
3 ESTUDO DE CASO: PROFESSORES DE EDUCAÇÃO IN-FANTIL E ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO . . . 16
3.1 Dados quantitativos . . . 17 3.2 Dados qualitativos . . . 18 4 MODELO . . . 20 4.1 Colaboração . . . 20 4.1.1 Receive . . . 21 4.1.2 Comm . . . 21 4.1.3 Search . . . 21
4.2 Interoperabilidade . . . 21 4.2.1 Import . . . 22 4.2.2 CORE . . . 22 4.2.3 Export . . . 22 5 CONCLUSÃO . . . 23 REFERÊNCIAS . . . 24
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
LISTA DE FIGURAS
3.1 Docentes que utilizam recursos computacionais em suas aulas . . 17
3.2 Docentes que conhecem Objetos de Aprendizagem . . . 17
3.3 Nível de contato entre docentes e OA . . . 18
3.4 Avaliação quanto a utilização dos OA . . . 18
4.1 Esquema do modelo proposto para colaboração. . . 20
LISTA DE TABELAS
1 INTRODUÇÃO
Atualmente, muitos trabalhos estão sendo desenvolvidos na área de educação considerando o aumento dos recursos tecnológicos disponíveis. Dentre as muitas iniciativas, podemos destacar o crescimento dos cursos na modalidade a distância apoiado pela Internet. A procura por este tipo de curso vem crescendo visto que, em muitos casos, o custo para o aluno é reduzido, há exibilidade de horário e os estudos do aprendiz podem ser especí cos e focados para sua necessidade.
Neste cenário percebe-se que há um grande esforço por parte dos docentes conteu-distas em confeccionar os materiais para seus alunos, como artigos, apresentações, animações, vídeos, entre outros. Com esta geração de materiais, nota-se que muitos docentes não buscam reutilizar materiais de outras instituições ou docentes para utilizar e/ou adaptá-los as aulas, mesmo quando disponível em domínio público.
No entanto, não se localiza na literatura uma indicação clara do porquê deste problema persistir. Uma hipótese é que os professores não conheçam a tecnologia de Objetos de Aprendizagem (OA) . Outra hipótese, é a perda de portabilidade entre os diferentes ambiente de Educação a Distância (EAD) e seus diferentes padrões. Finalmente, também é uma hipótese possível que muitos destes materiais, mesmo que padronizados, estão sicamente distribuídos entre os repositórios disponíveis e a busca do conteúdo desejado acaba sendo prejudicada.
A partir de uma pesquisa relacionas em torno da percepção dos professores sobre os objetos de aprendizagem e dos trabalhados já desenvolvidos relacionadas com esta pesquisa, busca-se uma solução para uma das hipóteses deste problema.
12 1.1 Motivação 1.2 Problema de Pesquisa 1.3 Objetivo 1.3.1 Gerais 1.3.2 Especí cos 1.4 Metodologia de Pesquisa 1.5 Estrutura do Trabalho
2 OBJETOS DE APRENDIZAGEM
Objeto de Aprendizagem (OA) (?) é qualquer entidade, digital ou não, que possa ser usada, reusada, ou referenciada durante a aprendizagem. Partindo da de nição apresentada, podemos considerar que grande parte do material gerado pelos docentes conteudistas em curso na modalidade a distância são considerados OAs. É importante observar que nem todo material produzido é um OA, conforme explicitado a seguir.
OAs servem como um recurso de apoio ao tutor nos processos de ensino e de aprendizagem dos alunos. Sua proposta é a padronização destes materiais visando seu reaproveitamento. Outros benefícios podem ser citados:
• Acessibilidade: ser possível acessar um material educacional e utilizado inde-pendente do local.
• Adaptabilidade: habilidade para adaptar-se conforme as necessidades indivi-duais e organizacionais.
• Durabilidade: possibilidade de resistir à evolução tecnológica sem precisar ser modi cado.
• Interoperabilidade: ter a possibilidade de ser desenvolvido e utilizado em locais com diferentes con gurações.
• Reusabilidade: exibilidade para ser utilizado em múltiplas aplicações e contex-tos.
2.1 Padrões de Objetos de Aprendizagem
Foram propostos diferentes padrões para a criação de OA que visam viabilizar a troca e a disseminação destes no meio educacional. Estes padrões de Objetos de Aprendizagem são normas estabelecidas com o propósito fornecer uma representação
14 padronizada. Dentre os padrões existentes podemos citar LOM (Learning Object Metadata) (?) e o SCORM (Sharable Content Object Reference Model) (?).
O LOM é o padrão proposto pela IEEE-LTSC(IEEE Learning Technology Stan-dards Committee) (?). Ele é de nido a partir de metadados que são agrupados em categorias, desta forma permitindo que sejam organizado, reutilizados e localizados de forma padronizada por ferramentas apropriadas.
O modelo de referência SCORM (Sharable Content Object Reference Model) é o padrão proposto pela Advanced Distributed Learning (?). Este modelo tem por objetivo promover a reusabilidade de conteúdos educacionais dentro de uma técnica comum para educação baseada no computador com acesso à Web. Sua estruturação é de nida em 3 documentos técnicos. CAM (Content Aggregation Model) (?) des-creve os tipos de objetos utilizados na agregação de conteúdo. Dispõe de recursos para rotular, agrupar, armazenar, trocar e localizar conteúdos do OA. RTE (Run-Time Environment) (?) apresenta os requisitos que são necessários para garantir uma condição que permita interoperabilidade de conteúdos. SN (Sequencing and Navigation) (?) descreve um método para representação do comportamento pre-tendido para seqüenciamento de atividades de aprendizagem visando um caminho consistente. Também de ne o comportamento requerido e as funcionalidades que de-vem ser implementadas para processar o seqüenciamento de informações em tempo de execução.
Existe um trabalho de colaboração de idéias e conceitos entre ADL e IEEE-LTSC, a ultima versão do modelos SCORM(SCORM 2004 3rd edition), conta com a apro-vação da IEEE-LTSC no que diz respeito a linguagem para de nição dos metadados do padrão LOM. Fazendo uma comparação, o LOM de ne o padrão dos metadados as serem utilizado enquanto o SCORM além de ter um padrão para manter os me-tadados, de ne questões sobre a apresentação dinâmica dos conteúdos baseados nas necessidades do aprendiz e suporte a adaptabilidade do objeto educacional baseados nos objetivos do aprendiz (?).
2.2 Sistemas de Gerenciamento de Objetos de Aprendizagem
Segundo (?), podemos de nir um Sistema de Gerenciamento de Objetos de Aprendizagem, como um conjunto de funcionalidades projetadas para entregar, mo-nitorar, apresentar e gerenciar conteúdos educacionais, e ainda, acompanhar o pro-gresso e a interação do aprendiz. Alguns exemplos de LMS são Moodle, Dokeos e Aulanet.
Um LMS (Learning Management System) ou AVA (Ambiente Virtual de Apren-dizagem) pode possuir um repositório de OAs permitindo que estes sejam localiza-dos e recuperalocaliza-dos para reutilização. Quanto à localização do OA, devido ao fato
15 de muitos destes materiais estarem sicamente distribuídos e que LMSs diferentes não tenham comunicação entre eles, localizar um material se torna uma tarefa muito custosa. Desta forma, as buscas por OAs cam restritas apenas ao contexto do LMS que se está utilizando.
2.3 Repositórios de Objetos de Aprendizagem 2.4 Considerações sobre o capítulo
3 ESTUDO DE CASO: PROFESSORES DE EDUCAÇÃO INFANTIL E ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO
No estudo de caso a metodologia utilizada foi a aplicação de um questionário sobre os OA procurando identi car qual o nível de entendimento que os profes-sores tem sobre o assunto. Também buscou-se saber quais os problemas atualmente enfrentados.
O questionário foi aplicado em uma instituição privada da região metropolitana de Porto Alegre - RS. A instituição usada como estudo de caso apresenta um total de 75 alunos de educação infantil, 484 alunos de ensino fundamental e 264 de ensino médio. No total, 43 professores pertencem ao colégio, muitos dos quais estão aloca-dos em mais de um nível de ensino. Para ns aloca-dos daaloca-dos estatísticos da pesquisa, foi considerado o nível mais alto de ensino que o docente leciona.
Primeiramente, foi aplicado um questionário piloto para dez docentes, onde, além da obtenção dos dados, foi possível coletar pontos no formulário que puderam ser melhorados. Ele foi aprimorado para então ser aplicado em outros docentes. É importante destacar que o questionário coletava dados pessoais, tratados con den-cialmente, dados estatísticos, de nindo o per l dos entrevistado, e 6 questões, sendo que 3 era questões fechadas e 3 eram questões abertas podem o docente acrescentar seus comentários sobre o assunto.
Os dados que serão apresentados e analisados a seguir, referem-se aos docentes de diferentes áreas e graus de ensino. Obteve-se o levantamento dos dados a partir do preenchimento do formulário pelos docentes. Todos os professores colégio receberam um formulário impresso, mas apenas 30 retornaram. Entre os motivos possíveis para a não entrega dos formulários, pode-se considerar que a existência de um campo de identi cação (ainda que com explicação de con dencialidade dos dados) pode ter inibido a entrega por parte de alguns professores.
Abaixo segue os dados dos per s dos docentes pesquisados. Na primeira tabela é apresentado a distribuição dos docentes pela faixa etária. Na segunda, mostra a
17 distribuição com base no tempo em anos que lecionam, e por m, em quais níveis eles atuam.
Tabela 3.1: Per l dos docentes pesquisados
3.1 Dados quantitativos
Abaixo segue os dados gerados a partir da realização da pesquisa, com relação as questões fechadas.
Neste grá co é apresenta a divisão dos professores com base na utilização ou não de recurso computacional em suas aulas.
Figura 3.1: Docentes que utilizam recursos computacionais em suas aulas No grá co abaixo, os dados estão divididos entre docentes que conhecem objeto de aprendizagem ou que pelo menos já ouviu falar e pelo aos quais desconhecem deste recurso.
Figura 3.2: Docentes que conhecem Objetos de Aprendizagem
Com base nos docentes que conhecem OA, é demonstrada a distribuição deles com base no nível do contato que tiveram com os mesmos. Conforme grá co a baixo.
18
Figura 3.3: Nível de contato entre docentes e OA
Para os docentes que já utilizaram OA foi solicitado que realizassem um avalia-ção quando ao uso. No grá co abaixo é apresentado o resultado da avaliaavalia-ção dos docentes.
Figura 3.4: Avaliação quanto a utilização dos OA
3.2 Dados qualitativos
Dentre os resultados da pesquisa foi possível identi car outras informações a par-tir de perguntas dissertativas. Nestas questões, os entrevistados podiam expressar seus pontos de vista de modo geral e em particular, eram estimulados a falar sobre pontos positivos sobre a utilização de OA e as maiores di culdades encontradas caso já tenha utilizado.
Durante a análise pode-se observar que alguns docentes não preencheram as questões dissertativas, talvez pelo fato de nunca terem utilizado OA e ainda não terem sua opinião formada.
A partir das respostas preenchidas dos pesquisados, noto-se que alguns docentes evidenciaram que um dos maiores benefícios com a utilização de OA é que prende a atenção do alunos por ser uma forma diferenciada de lhe apresentar o conteúdo, segundo professor 1 "Ajuda na compreensão do conteúdo. Atrai a participação e o interesse do aluno". O professor 2 complementa falando dos diferentes formas de aprendizagem que podem ser alcançados, "Material que valoriza os diferentes estilos de aprendizagem.". Já o professor 3, atuante na área de informática na educação, salientou aspectos mais especí co, "Um repositório de OA bem organizado e um padrão de desenvolvimento facilita o acesso e a reusabilidade de OA. Até hoje não consegui trabalhar com esses aspectos".
19 Dentre as maiores di culdades encontradas tivemos a heterogeneidade dos en-trevistados. Alguns docentes tinham amplo conhecimento da área, enquanto outros tinham uma visão bastante distinta de OA com relação a de nição adotada neste trabalho. Por exemplo, as falas abaixo, retiradas da pergunta sobre principais di- culdades e limitações no uso da tecnologia, indicam que o domínio da tecnologia pode ser observada como uma di culdade para os professores.
• "Ter cursos para aprimorar o uso".(professor 4)
• "Tempo, falta de prática e conhecimento da maneira que se pode utilizar essa tecnologia". (Professor 5)
• "Temos muitas limitações ainda pois não conseguimos por em prática as ati-vidades reconhecidas". (Professor 6)
Alguns professores da educação infantil e do ensino fundamental salientaram que pela idade de seus alunos não teriam como utilizar os OA pois os alunos em muitos casos ainda não lêem, conforme a fala do professor 7 "A faixa etária dos alunos, não conseguem ler ainda."Acreditamos que isso evidencia a falta de construção de objetos especí cos e não um problema com a tecnologia em si. Outro questionamento refere-se a necessidade de aquisição de software: "A disponibilidade das instituições para adquirir softwares que não são livres"(professor 8). Embora existam bons softwares tanto pagos quanto livres, ainda existem muitos softwares gratuitos que tem limitações em termos tecnológicos e pedagógicos. Acreditamos que iniciativas como a RIVED (?) podem melhorar este cenário.
Uma realidade que nem sempre é geral mais que foi evidenciada pelo professor 9 é a disponibilidade de computadores, ele escreve "Falta de equipamento como o computador que são poucos".
4 MODELO
Esta seção tem por objetivo fornecer um modelo para colaboração entre os LMSs de modo que possam compartilhar seus OAs. Desta forma, as buscas por OAs não cam restritas ao ambiente local e passam a buscar em outros repositórios distribuídos sicamente. Visto que podem ocorrer diferenças de padrões entre os LMSs compartilhados para complementar a solução também é necessário fornecer um modelo para interoperabilidade dos OAs.
Assim, se concretiza os dois objetivos deste trabalho dispor de um modelo para colaboração entre LMSs com interoperabilidade para os padrões de OA aqui de ni-dos.
4.1 Colaboração
O modelo para colaboração entre os LMS irá disponibilizar recursos para sejam efetuadas consultas no repositório local. A solicitações de busca podem ocorrer pelo próprio LMS ou por outros LMS que estejam ligados a ele.
A premissa básica para seu funcionamento é que os LMS estejam conectados a uma rede local ou à Internet. Um LMS isolado não é capaz de compartilhar suas informações.
Na Figura 4.1 é apresentado o modelo proposto para atender ao requisito de colaboração.
21 4.1.1 Receive
Esta funcionalidade será a responsável por receber as solicitações de busca de outros LMSs. Estas solicitações serão gerenciadas e atendidas por ordem de recebi-mento não atendendo a nenhum outro parâmetro de prioridade.
A tecnologia utilizada para o recebimento destas solicitações será via Web ser-vice. Segundo (?), Web service são aplicações autocontidas, que possuem interface baseadas em XML e que descrevem uma coleção de operações acessíveis através de rede, independentemente da tecnologia usada na implementação do serviço.
Cada solicitação recebida, será executada na base local a partir dos parâmetros informados. Os dados resultantes da pesquisa serão retornados ao solicitante por meio de um arquivo XML. Este arquivo será tratado pelos LMS de origem para apresentação dos dados.
4.1.2 Comm
Esta funcionalidade será responsável por manter a lista dos possíveis LMS para colaboração e estabelecer conexões eles.
As conexões com os LMS irá ocorrer sempre que for necessário efetuar buscas em outros repositórios. A lista dos LMSs no qual poderá ser estabelecido conexão será mantida manualmente com cadastramento direto no LMS ou via troca de in-formações entre os próprios LMS.
Quando a conexão for estabelecido os LMS conectados poderão trocas sua lista de LMSs disponíveis de modo que aumentem gama de LMS para efetuar as buscas de materiais.
4.1.3 Search
Este componente fará a pesquisa por OA no repositório local. Caso seja indicado que se deseja buscar em outros repositório, ele fará a gestão das suas solicitações aos outros LMSs.
A partir da lista de LMS disponíveis mantida pela COMM, irá disparar uma solicitação de busca para um. O retorno desta buscas serão tratados e apresentados de forma clara.
4.2 Interoperabilidade
No âmbito desta proposta a interoperabilidade se dará para os padrões LOM e SCORM. Estes foram os escolhidos por se tratarem de padrões de OA mais uti-lizando dentre os Ambientes Virtuais de Aprendizados (AVA). Para permitir que sejam convertidos entre eles será desenvolvido uma aplicação capaz de montar o mapeamento dos padrões original e a conversão para o padrão desejado.
22 O recurso de interoperabilidade é fundamental para o sucesso da colaboração. Ao interligar diversos LMS, pode existir diferneças entres os padrões fazendo necessário ter um componente capaz de converter o OA durante a colaboração do material.
Na Figura 4.2 é apresentado o modelo proposto para interoperabilidade.
Figura 4.2: Esquema do modelo proposto para interoperabilidade.
4.2.1 Import
A camada denominada Import será a responsável por receber o OA. Nela irá ocorrer a conversão do OA original para a estrutura interna de nida neste trabalho. Esta conversão será realizada a partir de um mapeamento realizado a parir do ar-quivo de informações(manifesto) do OA. Com base neste arar-quivo será possível obter as informações necessárias para mantê-lo no repositório.
Primeiramente deve ser validado o conteúdo do OA veri cando se o mesmo possui as informações básica para ser mantido no repositório, gerando críticas das incon-sistências ocorridas. Depois da validação, será feito o mapeamento das informações do OA e mantido no repositório.
4.2.2 CORE
O CORE será o repositório central para os OAs. Este componente tem por objetivo manter os dados dos OA em banco de dados e o próprio OA em uma estrutura de diretório do computador que o LMS esteja alocado.
O modelo de dados a ser adotado por este componente visa atender aos padrões LOM e SCORM.
4.2.3 Export
Este recurso tem um papel contrário ao Import. A partir do OA contido no repositório, efetua a conversão para o padrão desejado e o disponibiliza em local público.
