Suporte a Módulos Dinâmicos em Ambientes Colaborativos de Ensino

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1 Suporte a Módulos Dinâmicos em Ambientes Colaborativos de Ensino Mônica Cristina Garbin 1, Liniquer Vieira 2, Lucio Agostinho Rocha 2 1 Faculdade de Educação FE 2 Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação FEEC Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP Abstract. An important aspect of learning in virtual environments is the combination of available tools. This characteristic is not generally given to students in reason of administrative restrictions and security. This article proposes a cooperation model based on dynamic modules maintained by students, with semi-administrative permissions. A well defined and organized distribution of activities offers an alternative to adaptive interaction as the development of learning relations. Resumo. Um aspecto importante em ambientes virtuais de aprendizagem é a possibilidade de combinação das ferramentas disponíveis. Essa característica geralmente não é atribuída aos estudantes em virtude das restrições administrativas e de segurança. Esse artigo propõe um modelo de colaboração baseado em módulos dinâmicos mantidos pelos próprios estudantes, com permissões semi-administrativas. A distribuição bem definida e organizada das atividades oferece uma alternativa para a interação adaptativa conforme a evolução das relações de aprendizagem. 1. Introdução O artigo descreve uma proposta de modelo complementar de colaboração mediada pelo ambiente educacional. Nessa proposta o ambiente amplia as capacidades de interação entre os grupos de estudantes, mas a participação do professor também é fundamental. Realizamos um estudo teórico com vários ambientes de aprendizagem, mas a proposta é genérica o suficiente para ser abordada em outros cenários. Para apresentar a proposta justificamos o papel do Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) como agente inerente da evolução da educação apoiada pelo computador. O ambiente educacional utiliza diversas tecnologias de ensino e lhes dá significado próprio como meio de unir-se às formas de vida do cenário do estudante e da sociedade. Nesse sentido, a incorporação de tecnologias não deveria ser focada exclusivamente na motivação, mas na necessidade de repensar as estratégias de ensino e de aprendizagem. A Educação à Distância (EAD) é definida como uma situação educacional na qual o instrutor e o estudante estão separados pelo tempo, localização geográfica, ou ambos [Urdan e Weggen 2000]. Os recursos mais utilizados em EAD atualmente são a Internet e os ambientes virtuais [Santos 2003]. Para que esses novos meios tecnológicos sejam de fato educativos, é preciso que estejam ligados a um conjunto de intenções e a uma prática que tenha como função a construção de uma ação educativa. Dessa maneira podemos dizer que um ambiente virtual educacional é um espaço dinâmico na Internet e que pode ser utilizado para comunicação, troca de informações e mediação de saberes [Cysneiros 2000].

2 Um ambiente virtual educacional carrega intenções, constitui um espaço relacional que tem marcas sociais, veicula um discurso pedagógico e científico permeado por ideologias, e, também, não pode perder de vista que a sua principal função está situada na indispensável tarefa de ensinar e aprender [Maciel 2002]. Apesar dos ambientes de aprendizagem baseados na Web serem um método atrativo para a disseminação da informação, em muitos casos eles são apenas equivalentes aos materiais impressos dos cursos [Sudweeks 2003]. O ensino acaba sendo afetado pelo sentimento de isolamento dos participantes, mesmo com a diversidade de ferramentas elaboradas para promover a interação. Por outro lado, a disponibilidade de tecnologias de informação eficientes permite possibilidades de desenvolvimento para EAD. Mas a rapidez na evolução da Tecnologia da Informação (TI) não foi acompanhada pela evolução das alternativas de educação. Muitos dos sistemas de ensino disponíveis na Web ainda utilizam páginas estáticas, sem aproveitar as possibilidades relacionadas com a colaboração e a interação para selecionar os conteúdos de aprendizagem. A adaptação é uma característica chave pouco utilizada para melhorar o aproveitamento do ensino na Web. A diversidade de preferências e capacitação dos alunos possibilita técnicas adaptativas para suportar ambientes de educação à distância na Web. O ambiente Web tem o potencial para oferecer um amplo conjunto de alternativas para explorar a interação social entre os estudantes. Contribuem nesse sentido a crescente redução no custo dos computadores pessoais que torna hábil a oferta de ensino para um número maior de estudantes e o grande número de plataformas colaborativas gratuitas e de código-fonte aberto, apoiadas por comunidades ativas de pesquisadores e desenvolvedores de software. Um amplo conjunto de ferramentas de suporte ao ensino, tais como chat, fórum, repositório, portfólio, wiki, blog, e muitas outras são encontradas em cursos de EAD. Mas a distribuição dessas ferramentas é mantida e limitada pelo administrador da plataforma que as habilita conforme as necessidades da turma e do planejamento pedagógico adotado. Com base nesses pressupostos apresentados, propomos um modelo colaborativo para AVA. Nesse modelo o ambiente deve indicar as dependências existentes, mas caberá ao facilitador distribuir a tarefa entre os grupos que possuem módulos distintos. Cada grupo possuirá habilidades específicas para resolver parte da tarefa, mas nenhum deles será capaz de resolver toda a atividade. A colaboração ocorre entre os participantes do grupo e entre os grupos, na negociação e compartilhamento de conhecimento, ou seja, a aprendizagem ocorre socialmente como a construção colaborativa do conhecimento para se atingir um objetivo comum [Stahl et al. 2006]. As plataformas que adotarem este modelo serão capazes de oferecer um maior nível de interação entre os seus usuários em virtude da própria evolução do curso. Como proposta para a validação, estudamos a possibilidade de uso do modelo com os recursos oferecidos pelo sistema de gerenciamento de conteúdo Drupal [Drupal 2009], Moodle [Moodle 2009], Sakai [Sakai 2009] e Teleduc [Teleduc 2009] por serem sistemas com alta capacidade de personalização. Consideramos necessário o estudo de outros ambientes, mas os critérios que foram obtidos com esses sistemas podem ser aplicados a outros ambientes sem perda de generalidade. Portanto, priorizamos a qualidade das métricas, mais do que a quantidade de ambientes abordados. O artigo está organizado da seguinte forma: a Seção 2 descreve as alternativas para colaboração em AVA; a Seção 3 descreve o modelo colaborativo proposto, com

3 suporte a módulos dinâmicos; a Seção 4 apresenta a proposta de validação do modelo; finalmente, a Seção 5 faz as considerações finais. 2. Alternativas para Colaboração em AVA Diversos sistemas utilizam o perfil do estudante em aplicações, mas a participação do estudante no ambiente é recente. Um modelo que suporta o aperfeiçoamento automático do perfil do aprendiz em computação ubíqua conhecido como PeLeP (Pervasive Learning Profile) [Crespo et al. 2007] utiliza o histórico dos estudantes para a atualização dos perfis. Em [Silva et al. 2007] é descrito um sistema multi-agentes com design e especificação de ontologias baseadas no padrão SCORM. A proposta é viável porque promove experiências de aprendizado mais ricas, além da reusabilidade e adaptação desses objetos de uma maneira mais efetiva no ambiente educacional. A avaliação de ambientes e-learning pode ser realizada com métricas de colaboração e cooperação, mas não existe um consenso quanto aos conceitos de colaboração e cooperação, o que dificulta a análise dos ambientes virtuais [Kemczinski 2007]. No entanto, é possível identificar o consenso quanto à necessidade de divisão de atividades em grupo com objetivo comum, independente de como se dê a contribuição entre os participantes ou entre os grupos. O estabelecimento de grupos de aprendizagem virtual é fortemente relacionado à duração das atividades do projeto. Ao definir os grupos, a plataforma perde quaisquer outros significados na interação entre os participantes. Como exemplo, os conflitos de interesse geralmente são resolvidos fora do ambiente a partir da metodologia adotada para a resolução da atividade [Sudweeks 2008]. Outros requisitos como a definição de líderes, restrições de interação e feedback da evolução dos relacionamentos também costumam ser abordados fora do escopo das plataformas. Na incorporação do ensino apoiado pelo computador o aumento da produtividade na interação entre os estudantes acontece de forma gradual, à medida que eles se acostumam com a ferramenta e a didática da abordagem. O planejamento do curso na plataforma, o tempo gasto para a elaboração do material didático, o custo para ativar o ambiente, o tempo para a preparação inicial dos estudantes e a avaliação do desempenho são mais dispendiosos nos estágios iniciais do curso, mas são compensados pela qualidade da participação quando bem resolvidos [Willians and Roberts 2002]. Nesse contexto, a abordagem de Objetos de Aprendizagem (OA) surgiu como uma alternativa para promover a organização de cursos em blocos modulares, reutilizáveis, com possibilidade de classificação e organização, e que possam ser utilizados em diferentes plataformas [Pessoa et al. 2008]. Os OAs facilitam o uso de conteúdo educacional online porque respeitam padrões e especificações internacionais que os tornam interoperáveis em diversos ambientes de ensino [Mcgreal 2004]. A representação de OAs é feita por meio de metadados XML e diversos OAs podem ser armazenados em Repositórios de Objetos de Aprendizagem (ROA) de propósito geral, onde a pessoa interessada é capaz de escolher o objeto que considerar mais conveniente para o seu curso. Os metadados incluem uma listagem de campos fornecidos para criação, manipulação, armazenagem de dados e transferência eletrônica de informação utilizando padrões internacionais para a interoperabilidade. Cada OA pode operar em diferentes níveis de granularidade, desde a exposição de um simples conteúdo a experiências de ensino mais longas ou grupo de lições, que são consideradas como módulos. Isso permite que cursos em sistemas do tipo AVA sejam formados pela

4 combinação de OAs ao invés de cursos únicos, inseparáveis e específicos para uma determinada plataforma. Mas essa generalidade exige um rigor maior para descrever os OAs e seus relacionamentos. Para essa descrição surgiram padrões internacionais promovidos por consórcios internacionais. Os padrões de maior destaque são o Learning Object Metadata (LOM) proposto pelo Learning Technology Standards Committee [LTSC IEEE 2009] e o Sharable Content Object Reference Model (SCORM) proposto pela Advanced Distributed Learning (ADL) [ADL 2009]. O padrão LOM é um metadado estruturado que descreve as características do objeto de aprendizagem. Nesse padrão, o formato XML é sugerido como alternativa para a representação de OAs. Diversos modelos foram propostos para a implementação específica do LOM, dentre eles o SCORM. O padrão SCORM é um conjunto de modelos que orientam o encapsulamento e a disponibilização na Web de conteúdo reutilizável. A descrição dos recursos, dos metadados do curso e a seqüência do conteúdo do curso são descritos em formato XML. O curso empacotado é formado pelos arquivos de recursos do curso e a descrição XML de seu conteúdo. Diversos ambientes do tipo Content Management System (CMS), Learning Management System (LMS), Virtual Learning Environments (VLE) e outras plataformas de aprendizagem gratuitas e de código-fonte aberto, preocupam-se em seguir o padrão SCORM. Os ambientes que suportam esse padrão buscam simplificar o uso de OAs através do simples upload do curso compactado, desde que ele siga a versão do padrão SCORM suportada pelo ambiente. 3. Módulos Dinâmicos em AVA Para suprir parte das deficiências de participação adequada do ambiente virtual nas interações entre os participantes, propomos o modelo colaborativo ilustrado na Fig. 1. Fig. 1 - Modelo Representativo de um Cenário com Suporte a Módulos Dinâmicos. Esse modelo ilustra também um cenário em que o ambiente virtual participa nas interações entre os participantes de forma a complementar o que ocorreria normalmente

5 com as diversas ferramentas de suporte à interação, tais como: fórum, chat, portfólio, e outros recursos. O não estabelecimento de normas para a comunicação promove uma alternativa para a interação em todas as etapas do processo colaborativo, e não apenas não etapas iniciais do processo. Isso geralmente não ocorre em ambientes colaborativos onde o estabelecimento inicial de regras fazem os participantes se concentrarem mais nos estágios intermediários e finais [Sudweeks 2008]. Nesse modelo, o AVA possui um repositório de módulos padronizados. Cada participante possui um papel que define as suas restrições de acesso e visão dentro do ambiente. Facilitador, estudante e administrador são exemplos de papéis. Cada estudante deve estar associado a um grupo e cada grupo, por sua vez, deve estar associado a um conjunto de regras. A criação de grupos e a definição de regras são mantidas pelo ambiente e controladas pelo facilitador da disciplina. O facilitador é o responsável por selecionar os módulos que julgar mais adequados e de atribuí-los aos grupos. Cada grupo terá posse de um ou mais módulos conforme o planejamento resultante do feedback entre o facilitador e os participantes do curso. No modelo é possível observar um cenário onde cada grupo possui módulos distintos. A atividade precisa ser cumprida com a produção de conteúdo em todos os módulos distribuídos pelo facilitador e, por isso, nenhum grupo será capaz de produzir o resultado final sozinho. Essa atividade poderá ser avaliada em função do conteúdo elaborado por cada grupo em cada módulo. A necessidade de interação será ampliada quando o cumprimento de parte da atividade original depender da elaboração de conteúdo por outro grupo. Na atividade descrita como exemplo, o início das atividades só poderá ocorrer quando o Grupo 1 realizar a pesquisa de trabalhos relacionados e realizar o upload de documentos. Mesmo de posse desse conteúdo, os demais grupos não terão acesso ao material em função das regras atribuídas ao grupo, que impedem a visualização e o acesso ao conteúdo dos módulos. Essa restrição é representada no modelo com um cadeado fechado. Uma alternativa seria a interação não-exclusiva por meio do Módulo de Chat, que está disponível para todos os grupos. Em outro caso, a avaliação do conteúdo realizada pelo Grupo 3 irá depender da elaboração do conteúdo produzido pelos outros grupos. Observa-se que em função do tipo de atividade e do planejamento a granularidade dos relacionamentos irá depender da própria necessidade de compartilhamento de informação. Como exemplo, os Grupos 2 e 4 precisam manter um forte relacionamento caso a produção do portfólio dependa das discussões do fórum, mas esse relacionamento pode ser menos intenso caso a elaboração da atividade não obrigue o vínculo entre ambos. As regras são mutáveis e competem como um recurso importante para forçar a colaboração entre os grupos. Cada grupo tem acesso à liberação de módulos para outros grupos, abrindo e fechando os seus cadeados, apenas para quem tiver interesse, aumentando e diminuindo os vínculos dos relacionamentos. A liberação não é suficiente para o acesso: os grupos precisam sinalizar a disponibilidade e habilitar os mesmos módulos para interagirem entre si. Com isso, o facilitador pode ou não disponibilizar essa opção. Se ela estiver disponível, cabe aos grupos consultarem o repositório de objetos e selecionarem a ferramenta compatível para a interação. Quando possível, o ambiente pode habilitar o acesso compartilhado ao recurso do módulo, evitando a sobrecarga do sistema. Também será função dos grupos selecionarem os pares que mais se adequem ao cumprimento de parte de suas atividades. Dois tipos de relacionamentos

6 estão presentes: 1) vertical, que ocorre com a divisão dos grupos; 2) horizontal, que ocorre no consenso de interações pareadas. A especialização de funções exige a negociação de recursos de forma adequada, o que aumenta consideravelmente a complexidade do modelo com o aumento dos grupos. Eles terão que descobrir as suas potencialidades em função dos módulos disponíveis, interagirem dentro e fora de seu grupo, e ainda produzirem um resultado comum que depende de todos. O ambiente precisa exibir os módulos disponíveis dos grupos, controlar as dependências das interações, manter o controle de acesso ao conteúdo dos módulos, permitir a adição e remoção dinâmica de módulos, manter o repositório de módulos e gerir o controle compartilhado de recursos quando necessário. Para a oferta dessa alternativa de colaboração complementar é necessário que os seguintes requisitos sejam implementados no AVA, como mostra a Tab. 1. Requisitos Justificativa Suporte a grupos - Divisão dos relacionamentos e das especializações. Suporte a regras - As regras definem a visibilidade dos módulos entre grupos. Suporte a módulos - Promover a dependência entre os grupos. Suporte a trancas para os - As trancas são vinculadas às regras, mas mantidas na módulos descrição do grupo. A gerência do grupo define os módulos que estarão disponíveis para outros grupos. Suporte a líderes de grupo - O líder do grupo será responsável por ativar/desativar as permissões para outros grupos. Verificação de - O AVA deve informar os módulos disponíveis por cada dependências grupo e verificar as dependências nos relacionamentos. Sinalização entre grupos - O AVA deve ser capaz de informar quais grupos estão disponíveis para a interação, para simplificar a seleção de pares. Tab. 1 - Requisitos do AVA para a Colaboração com Módulos Dinâmicos. 4. Proposta de Validação A segurança é um requisito não-funcional importante para a manutenção do ambiente. Como diversos usuários podem modificar o sistema apenas parte do ambiente permite a modificação. Apenas os módulos colaborativos são dinâmicos e, por essa razão, a segurança da infraestrutura de acesso padrão dos sistemas é mantida. Diversas plataformas de ensino [TopTools 2009] propõe a simplificação da dinâmica de manutenção (adição, remoção e atualização) de cursos ao ambiente com o uso do padrão SCORM, mas essa dinâmica resume-se em tarefa administrativa. Como proposta para a validação do nosso modelo, utilizamos primeiramente o CMS Drupal para simular a interação entre grupos com a participação da plataforma. Apesar desse ambiente não ter sido criado para essa finalidade, procuramos adequá-lo ao modelo colaborativo. Partimos do pressuposto de que cada participante deve ser inserido em um grupo, e cada grupo esteja associado a uma regra. Na verdade, os participantes associados à mesma regra farão parte do mesmo grupo porque possuem permissões para interagir com os mesmos módulos. A plataforma atende plenamente a esses requisitos, mas a partir do momento em que um novo módulo é inserido por um grupo são percebidas algumas deficiências. O suporte a trancas para os módulos pode

7 ser configurado parcialmente no sistema por meio das regras. O problema é que uma vez que um módulo é ativado por um grupo, o seu conteúdo pode ser visualizado por todos os outros. A interação ainda irá depender da permissão que precisa ser ativada na regra vinculada ao grupo. Por outro lado, o suporte a líderes de grupo também é parcial, mas não impede a interação. As principais deficiências para a abordagem são as ausências de verificação de dependências e de sinalização. Caso um grupo decida interagir com outro, a plataforma não é capaz de definir quais módulos precisam ser habilitados porque prevê sempre o acesso compartilhado aos módulos. No sistema de gerenciamento de cursos Moodle o curso ofereceu suporte para criação de grupos e gerenciamento de regras e módulos. Existe a possibilidade de submeter conteúdo que possa ser visto apenas por grupos específicos, por meio da opção de grupos separados no contexto. Com essa mesma opção também é possível restringir a visão do professor, de forma que ele terá acesso apenas ao conteúdo produzido pelo grupo do qual faz parte. O professor desempenha o papel de líder do grupo em função de suas permissões. Mas o desenvolvimento das atividades no ambiente prevê uma dinâmica de interação altamente dependente do facilitador e de como os relacionamentos no curso foram pensados com o uso dos módulos disponíveis. O participante de um grupo precisa de permissões administrativas para inserir recursos ao ambiente, de forma que essa lógica não está prevista como parte da colaboração entre os grupos do curso. No sistema de gerenciamento de cursos Sakai o curso também ofereceu suporte para a criação de grupos e gerenciamento de regras e módulos. Existem regras que restringem as permissões de acesso dos participantes do grupo a determinado tipo de conteúdo do sistema, mas não há uma opção direta para atribuir um líder de grupo. Outras deficiências para a gerência de grupos são consideradas atualmente no desenvolvimento do projeto Sakai 3.0 que busca lidar com os requisitos de federação de domínios e múltiplos tipos de grupos. Da mesma forma que os outros sistemas, a dinâmica da colaboração está restrita à forma como o curso foi elaborado pelo facilitador da disciplina. As interações ocorrem exclusivamente com os módulos existentes, com restrita participação do estudante na elaboração do seu espaço de trabalho dentro do sistema. A evolução das atividades é mantida de forma estática, mesmo que a dinâmica do progresso do curso seja percebida com o conteúdo produzido pelos estudantes. Como os outros ambientes, a adição de novas funcionalidades necessita de permissões administrativas. Similar aos ambientes anteriores o Teleduc suporta alta capacidade de personalização e são encontrados requisitos para a criação de grupos de estudantes para facilitar a distribuição de atividades, suporte a regras e módulos. Várias iniciativas têm sido feitas pelo grupo de pesquisa desse ambiente para suportar a colaboração [Otsuka et al. 2003]. Como os outros ambientes, as interações com módulos são feitas de forma estática, ou seja, adiciona-se o recurso mais conveniente para a atividade desejada, mas não se abre a opção para o estudante adicionar ou remover recursos durante essa atividade, o que é esperado, porque essa é supostamente uma tarefa administrativa. A proposta do artigo defende um nível maior de participação do estudante na criação do ambiente comum de aprendizagem, não apenas com as interações que os módulos (chat, fórum, bate-papo, entre outros) oferecem, mas nas interações que emergem pela configuração do ambiente às necessidades percebidas pelos estudantes, mediadas pelo facilitador. A segurança prevê que apenas os módulos definidos pelo

8 facilitador podem ser utilizados, o que não implica em excessiva modificação da infraestrutura de segurança já existente, e sim uma extensão para a colaboração. Nos sistemas avaliados não há por padrão uma verificação de dependências sobre o conteúdo produzido pelo grupo e a possibilidade de sinalização entre grupos quando parte da atividade tiver sido cumprida. A sinalização é um procedimento de aviso do grupo quanto à possibilidade de interação, e também não está disponível nos ambientes estudados. É importante notar que mesmo com o aumento dos recursos nesses sistemas as regras administrativas impedem uma maior participação dos estudantes para a evolução do seu próprio ambiente de ensino. A mesma avaliação pode ser realizada para outros ambientes de ensino seguindo a comparação com os requisitos do modelo apresentado. 5. Considerações Finais O papel do ambiente virtual de aprendizagem está muito além de sua capacidade de exposição de conteúdo. A evolução das tecnologias de informação permite o aumento da interatividade entre os estudantes, desde que sejam elaboradas alternativas que complementem o ensino presencial. Avaliamos os ambientes Drupal, Moodle, Sakai e Teleduc quanto à adequação aos requisitos do modelo proposto. Cada um deles apresenta recursos para a colaboração e podem ser adequados ao modelo. Isso pode ser realizado com uma extensão nesses ambientes para diferenciar os módulos dinâmicos, sem comprometer a segurança da infraestrutura e os módulos que não devem ser alterados pelos estudantes. O suporte a módulos dinâmicos em AVA é capaz de ampliar de forma natural a interação no ambiente de aprendizagem. No entanto, mesmo nas plataformas estudadas que possuem alto suporte à personalização existe dificuldade para se implementar o modelo. Em grande parte essa deficiência ocorre com a intenção de se preservar as restrições administrativas e de segurança. Justamente nesse ponto o modelo sugere alternativas semi-administrativas que tornam viável a proposta. As principais deficiências encontradas nos ambientes virtuais de aprendizagem estudados são as dificuldades de se estabelecer relacionamentos através dos módulos disponíveis. Presume-se que essa seja uma tarefa administrativa quando, na verdade, é uma característica chave de personalização que pode ser melhor explorada sem que seja necessário tornar o participante um administrador do sistema. Isso pode ser feito com o controle rígido de regras, evitando que alterações críticas na plataforma sejam permitidas para os participantes. Mas essa restrição não deve impedir que os estudantes mantenham o ambiente de acordo com as suas próprias necessidades durante o curso. O modelo proposto torna-se mais complexo à medida que novos grupos são formados com dependência entre os módulos. Torna-se mais significativa a elaboração ativa de conteúdo que irá depender de como o curso foi projetado. A fase de elaboração e feedback entre os grupos e entre o facilitador irá sugerir a escolha de novos módulos os quais podem ser habilitados de acordo com a necessidade da atividade. Como trabalho futuro pretendemos extender o ambiente Drupal para respeitar os requisitos do modelo apresentado. As iniciativas até o momento comprovam que não é necessária excessiva modificação do código-fonte do kernel do sistema, mas exige cuidado para que sejam mantidas as regras de segurança padrão. Os módulos com permissões semi-administrativas serão diferenciados dos demais, com um nível menor de restrição e limitados às funções que eles desempenham.

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