Desenvolvimento de software colaborativo de learning objects integrado em equipa de desenvolvimento empresarial

Transcrição

1 Desenvolvimento de software colaborativo de learning objects integrado em equipa de desenvolvimento empresarial Dissertação de Mestrado Apresentada Por António José Azevedo Botelho Sob a orientação de Leonel Caseiro Morgado e Arnaldo Manuel Pinto dos Santos UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS Vila Real, 2014

2

3 Dissertação apresentada por António José Azevedo Botelho à Universidade de Trás-os-Montes para o cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática, sob a orientação do Professor Doutor Leonel Caseiro Morgado e do Doutor Arnaldo Manuel Pinto dos Santos. III

4 IV

5 RESUMO O presente documento descreve o processo de desenvolvimento de um software em contexto empresarial, do ponto de vista de um participante, através de registos sistemáticos de campo de atuação. O autor aproveitou a oportunidade de integrar uma equipa de trabalho na criação do COLOR, um portal Web de learning objects focado na colaboração entre os alunos/formandos. É descrito o projeto e a forma como surgiu através de factos e de seguida é feita uma análise e reflexão sobre os dados recolhidos durante todo o processo. V

6 VI

7 ABSTRACT This document intends to let people know about the development process of software in the context of an enterprise in the point of view of a participant, through the systematic registration in the field. The author took the opportunity to participate in a work team for the creation of COLOR, which is a learning objects web portal focused in the teamwork between students/trainees. It is described how the project came to be through facts, and then it is made an analysis and reflection about collected data throughout the all process. VII

8 VIII

9 AGRADECIMENTOS A presente dissertação é o resultado da união entre o esforço e o empenho do autor e também de todos aqueles que o rodearam e que, de alguma forma, durante o trabalho apoiaram e incentivaram na realização do mesmo. Agradeço ao Professor Doutor Leonel Morgado, orientador da minha investigação, que me auxiliou com o seu conhecimento científico, experiência e disponibilidade constante que muito contribuíram para ultrapassar dificuldades e concretizar a realização do presente trabalho. Agradeço também ao Doutor Arnaldo Santos pela oportunidade da participação numa equipa fantástica de trabalho e por toda a ajuda dispensada durante o mesmo. Aos meus colegas de sala Álvaro Almeida e João Fonseca pelo apoio, força e pela ajuda prestada sempre que necessitava. Quero agradecer à minha família, em particular à minha mãe, por todo o carinho, paciência e por estar sempre presente. Aos meus amigos, em particular o André Pinheiro, José Mendonça, Paulo Fernandes pelo companheirismo e por estarem sempre disponíveis. IX

10 X

11 ÍNDICE Resumo... V Abstract... VII Agradecimentos... IX Índice... XI Lista de figuras... XV Lista de tabelas... XVII Glossário, acrónimos e abreviaturas... XIX Capítulo 1: Introdução Enquadramento Objetivos Motivação e contribuições Estrutura... 5 Capítulo 2: Enquadramento tecnológico Plataformas de ensino e aprendizagem Learning Management Systems Learning Content Management System Personal Learning Enviroments Learning Objects Metadados Repositórios de Learning Objects Software colaborativo Metodologia de desenvolvimento de software Norma SCORM Capítulo 3: Projeto COLOR XI

12 3.1 Metodologia adotada Equipa Descrição do projeto Casos de uso Package Consulta do sistema Package Gestão dos utilizadores Package Gestão de conteúdo do LO Package Gestão do LO Perfis de utilizadores Requisitos funcionais Arquitetura Camada de dados Camada de aplicação Camada de apresentação Capítulo 4: Método de investigação Estudo de Caso Características de um estudo de caso Projeto de investigação Recolha de dados no estudo de caso Análise de conteúdo Capítulo 5: Vivência de desenvolvimento de software a nível empresarial Introdução Ambiente de trabalho Colaboração intra-grupo Comunicação XII

13 5.2.3 Escrita de código Testes Tecnologias e ferramentas utilizadas Panorama geral do processo de desenvolvimento Análise do software anterior (PoLO II) Problemas/Erros no código Limitações Desenvolvimento do COLOR Implementação dos requisitos Desafios encontradas pelo autor na implementação Capítulo 6: Análise Problemas/Erros no código do sistema anterior - PoLO II Limitações do sistema anterior - PoLO II Implementação dos requisitos do COLOR Capítulo 7: Conclusões Problemas/Erros no código do sistema anterior - PoLO II Limitações do sistema anterior PoLO II Implementação dos requisitos do COLOR Referências bibliográficas Problemas/Erros e limitações no PoLO II - Código XIII

14 XIV

15 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Componentes de um sistema de e-learning (Pereira, 2011)... 9 Figura 2 - Fases do modelo em cascata Figura 3 - Organigrama da equipa Figura 4 - Perfis de utilizador Figura 5 - Casos de uso da consulta do sistema Figura 6 - Casos de uso da gestão dos utilizadores Figura 7 - Listagem dos utilizadores Figura 8 - Casos de uso de gestão de conteúdo do LO Figura 9 - Listagem de áreas temáticas Figura 10 - Casos de uso da gestão do LO Figura 11 - Áreas dos requisitos funcionais Figura 12 - Menu do Portal Figura 13 - Área do LO Figura 14 - Área Lateral do Perfil Figura 15 - Menu do Estudo do LO Figura 16 - Informação principal Figura 17 - Objetivos Figura 18 - Adição e disposição do conteúdo Figura 19 - Síntese Figura 20 - Conceitos Figura 21 - Etiquetas Figura 22 - Competências Figura 23 - Resumo Figura 24 - Etapas Figura 25 - Página de criação do LO Figura 26 - Página Inicial Figura 27 - Página de estudo do lo Figura 28 - Página de edição do perfil Figura 29 - Estrutura de ferramentas usadas Figura 30 - Diagrama do processo de desenvolvimeno XV

16 Figura 31 - Tabelas para a relação da permissão do utilizador num lo Figura 32 - ER do PTP Figura 33 - Solução para o PTP XVI

17 LISTA DE TABELAS Tabela 2 - Requisitos funcionais Tabela 3 - Situações relevantes para diferentes estratégias de investigação (Yin, 1984) Tabela 4 - Problemas/erros no código Tabela 5 - limitações Tabela 6 - Reuniões gerais de equipa Tabela 7 - Problemas técnicos ocorridos Tabela 8 - Ocorrências Tabela 9 - Desafios do autor Tabela 10 - Gestão de estados (Abreu, 2011) Tabela 11 - Tabela "permissao_utilizador_lo" com dados XVII

18 XVIII

19 GLOSSÁRIO, ACRÓNIMOS E ABREVIATURAS ARIADNE - Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe ADL - Advanced Distance Learning COLOR - Collaboration Learning Objects Repository CSCW - Computer Supported Cooperative Work CSS - Cascading Style Sheets - Electronic Mail HP - Hewlett-Packard IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers IMS - Instructional Management System LO - Learning Object LMC - Learning Content Management System LMS - Learning Management System LTSC - Learning Technology Standards Committee MERLOT - Multimedia Educational Resource for Online Learning and Teaching Moodle - Modular Object-Oriented Dynamic Learning Enviroment ORM - Object-relational mapping PoLO - Portal de Learning Objects PLE - Personal Learning Environments PT - Portugal Telecom SCORM - Sharable Content Object Reference Model SQL - Structured Query Language SVN - Subversion TIC - Tecnologias de Informação e Comunicação URL - Uniform Resource Locator VLE - Virtual Learning Environment WTCS - Wisconsin Technical College System XIX

20 XX

21 CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO Este capítulo introdutório apresenta um enquadramento de toda a dissertação, explicando os projetos que deram inicio à mesma, e de seguida as contribuições e motivações que levaram o autor à escolha do tema. São ainda apresentados os objetivos gerais que se pretendem cumprir e a estrutura do documento, descrevendo de forma resumida o conteúdo que é abordado em cada um dos capítulos. 1

22 1.1 Enquadramento Com o aumento do uso das Tecnologias de Informação e Comunicação nos processos de ensino e aprendizagem surgiram os modelos de e-learning, processos pelos quais o aluno ou formando aprende através do conteúdo e interação proporcionados pelo computador, em particular através da Internet. Os professores ou formadores, com vários graus de interatividade, estão habitualmente em locais físicos distintos daqueles onde se encontram os alunos/formandos, utilizando a Internet como meio de comunicação (síncrono ou assíncrono), coexistindo ainda estes modelos com outros onde podem existir sessões presenciais intermédias, designados por blended learning ou b-learning (Amaral & Leal, 2004). Com o aparecimento destas práticas, surgiu a necessidade de serviços informáticos de gestão de formação que apoiassem o desenvolvimento da atividade pedagógica. Designados por Learning Management Systems (LMS), tais serviços vieram dar resposta a essa necessidade, sendo mais orientados a cenários de aprendizagem formal do que a cenários de autoaprendizagem. O crescimento da utilização destes serviços levou a um grande aumento de conteúdos pedagógicos compostos de texto, imagens, vídeos e outros recursos de multimédia. Para usufruir dessa variedade de conteúdo, de forma a tornar a sua classificação, organização e pesquisa surgiram os learning objects (LO). Neste contexto os LO permitem a criação de pequenos componentes de material pedagógico e a sua organização de forma a permitir a sua reusabilidade, poupando tempo e custo na produção de cursos. Os trabalhos de suporte a esta dissertação decorreram no âmbito da atividade profissional do autor na Portugal Telecom Inovação, e que é considerada por vários autores a instituição pioneira da introdução do e-learning a nível nacional, sendo responsável desde 1993, pela Formação Tecnológica e de Serviços (FTS) do Grupo Portugal Telecom (Barbeira, Santos, & PT Inovação, 2003). Desenvolveu um LMS que suporta soluções de formação e educação em ambientes de e-learning e b-learning, designado Formare. Como parte da expansão e aprimoramento da linha de produtos ao Formare, sugiu, no âmbito dos learning objects o projeto PoLO (Martins, 2010), uma colaboração entre a Portugal Telecom Inovação e a Universidade de Coimbra, tendo por objetivo a criação de uma solução que permitisse a criação, gestão e apresentação de learning objects. A criação e gestão dos conteúdos eram vocacionadas para os gestores e formadores, enquanto os formandos frequentavam cursos e aprendiam a partir dos conteúdos. Era também pretendido o aumento da qualidade dos conteúdos disponibilizados introduzindo a organização dos conteúdos através da catalogação e a interoperabilidade para que se tornem o mais independentes possível dos sistemas. 2

23 O projeto PoLO atingiu os objetivos a que se propôs, tendo sido identificadas no seguimento desse projeto algumas linhas de evolução consequentes: o sistema não tinha então funcionalidades para interação entre alunos, não tirando partido do espírito participativo da Web 2.0. Era considerado gerador de sobrecarga de informação, dificultando aos utilizadores a tarefa de encontrarem a informação que procuravam. Foi então desenvolvido pelas mesmas entidades o projeto PoLO II (Sá & Gomes, 2010), que tinha por objetivo desenvolver essas linhas de evolução, fornecendo ao aluno um conjunto de ferramentas que lhe permitissem encontrar informação mais rapidamente e ao mesmo tempo organizar os seus conteúdos. Este projeto PoLO II conseguiu desenvolver um ambiente Web 2.0 para aumentar o nível de interação entre alunos/formandos. De modo a ultrapassar algumas limitações do projeto PoLO II, ao nível de espaços de aprendizagem pessoal para o ambiente de aprendizagem colaborativa e de aprendizagem não formal, surgiu a implementação de funcionalidades que deram origem ao projeto COLOR. O projeto COLOR enquadra-se no conceito de software colaborativo na aprendizagem, pois inclui, na sua plataforma, ferramentas que possibilitam a colaboração entres os alunos/formandos e a monitorização das interações, potenciando a comunicação durante o estudo do LO de forma a guiar o processo de colaboração com o principal propósito da aprendizagem. O autor integrou uma equipa da Portugal Telecom Inovação que deu seguimento aos projetos PoLO e PoLO II (sistema COLOR). Constituindo esta circunstância uma oportunidade de analisar e refletir sobre os processos de desenvolvimento de software em contexto empresarial, o autor procedeu ao registo sistemático da sua atuação e vivência ao longo do processo. Nesta dissertação são expostos e analisados esses registos de atuação e essa vivência, enquadrados pelas características das tecnologias utilizadas e por uma reflexão teórica sobre o processo. 1.2 Objetivos A presente dissertação teve como principal objetivo analisar e refletir sobre uma experiência pessoal de desenvolvimento de software em contexto empresarial, visando contribuir para a melhor perceção pública dos desafios e realidades do exercício de engenharia informática nestes contextos. Para atingir este objetivo, descreve-se o novo sistema implementado (evolução do PoLO e PoLO II). Inicia-se esse processo pela definição de novas funcionalidades, cruzando a 3

24 identificação das limitações dos sistemas anteriores com a visão da gestão e da equipa sobre a relevância dessas novas funcionalidades. Desse processo, descrito no capítulo 3, o desafio a ultrapassar foi o desenvolvimento de raiz de um sistema que se baseasse no projeto PoLO/PoLO II, mas focado nas funcionalidades de ligação a redes sociais e espaços de aprendizagem personalizados, tendo também em consideração aspetos de aprendizagem colaborativa centrados em Learning Objects. Prossegue-se dando conta de como decorreu a especificação e desenvolvimento das novas funcionalidades identificadas. Para tal, recorre-se a registos de vários tipos: diários de apontamentos; mensagens de s trocadas entre a equipa; exemplares de documentos de especificação; atas de reuniões; e documentos produzidos no âmbito do projeto (requisitos, conceção e manuais). Conclui-se efetuando uma reflexão sobre todo o processo, enquadrando as decisões tomadas e abordagens efetuadas na teoria sobre desenvolvimento de especificações e software. Reflete-se igualmente de forma crítica sobre as consequências das decisões tomadas e atos efetuados. A participação do autor no projeto terminou um pouco antes de se iniciar a fase de testes, motivo pelo qual a fase de testes não integra o registo de dados da presente dissertação. 1.3 Motivação e contribuições Após vários anos de estudo na área técnico-científica de Engenharia Informática, o autor deparou-se com o seu primeiro trabalho num ambiente empresarial onde tentou aplicar da melhor forma o conhecimento adquirido na universidade. Assim a nível pessoal, esta experiência vivida foi enriquecedora e merecedora de um detalhado registo, onde o autor pretende identificar lacunas de modo a auxiliar futuros casos semelhantes, na área do desenvolvimento de aplicações Web. Esta dissertação dá a conhecer todo o processo de desenvolvimento de software num ambiente empresarial e contribuirá para aqueles que irão iniciar a sua vida profissional como Engenheiros Informáticos e para as empresas que os recebem. Os futuros Engenheiros Informáticos ficam a conhecer a experiência vivida na primeira pessoa, com identificação de problemas e as diferentes formas como os mesmos foram ultrapassados. As empresas conhecem do ponto de vista do trabalhador as dificuldades que o mesmo encontra e assim 4

25 podem tentar ajustar a organização e/ou os métodos de trabalho para que o processo de desenvolvimento de software se torne mais produtivo e eficaz. 1.4 Estrutura A estrutura do documento está organizada em oito capítulos: A presente introdução e os seguintes: Capítulo 2 Enquadramento tecnológico Apresentam-se as definições dos conceitos mais relevantes relacionados com o projeto, incluindo o estado atual ao nível do desenvolvimento na área dos repositórios de Learning Objects, expondo de forma comparativa alguns trabalhos na área. Capítulo 3 Projeto COLOR Descreve-se o projeto cujo desenvolvimento gerou os dados de suporte a esta dissertação, o COLOR. Resume-se a metodologia adotada, os requisitos e a arquitetura final do sistema, as suas três camadas: aplicação, apresentação e dados. Capítulo 4 Método de investigação Apresentam-se os métodos utilizados para a recolha de dados e análise dos mesmos. Explicita-se de que forma esse processo sustenta uma reflexão sobre a prática de atos de engenharia informática em contexto empresarial. Capítulo 5 Vivência de desenvolvimento de software a nível empresarial Descrevem-se as dimensões que caracterizam a experiência de desenvolvimento de um software a nível empresarial, nomeadamente as pessoas envolventes, a hierarquia da organização, as necessidades do projeto, as dinâmicas de colaboração intra-grupo e o ambiente tecnológico e profissional de atuação. De seguida, descrevem-se os dados recolhidos durante o processo, explicitando a sua relação com a evolução do projeto. Capítulo 6 Análise À luz da literatura de enquadramento do capítulo 2 são analisados os dados (descritos no capítulo 5), para proporcionar uma visão crítica do processo. Capítulo 7 Conclusões Com base na análise efetuada no capítulo 6, efetua-se uma reflexão sobre as consequências dessa análise para uma melhor perceção da natureza do desempenho de atos 5

26 de engenharia informática em contexto empresarial, incluindo recomendações para melhoria do processo. 6

27 CAPÍTULO 2: ENQUADRAMENTO TECNOLÓGICO Este capítulo apresenta o estado da arte relativamente aos repositórios de LO já existentes no mercado ou em fase de desenvolvimento, assim como a apresentação de conceitos associados ao e-learning, entre normas, especificações e modelos de referência. São apresentadas algumas plataformas de ensino e aprendizagem e é feito um levantamento sobre Personal Learning Environments, devido à sua importância no aspeto colaborativo. E ainda no contexto da colaboração, são descritos alguns trabalhos relevantes na área da aprendizagem colaborativa. 7

28 2.1 Plataformas de ensino e aprendizagem O crescente aumento do uso das novas tecnologias juntamente com a necessidade de se aprender o mais rápido possível torna cada vez mais o ensino à distância, ou e-learning, uma ferramenta útil nos dias atuais. São usadas as plataformas de ensino e aprendizagem para centralizar a atividade pedagógica de todo o ensino à distância. Permitem gerir a aprendizagem dos alunos, dos conteúdos, personalizar a aprendizagem de acordo com as necessidades dos alunos, eliminar barreiras de espaço e tempo, e ainda incentivar e promover a partilha de conhecimento. As plataformas de ensino e aprendizagem são divididas em três categorias: os LMS (Learning Management System), LCMS (Learning Content Management Systems) e PLE (Personal Learning Environment). Estes sistemas são essenciais nos processos de e-learning e b-learning e são usados por muitas instituições de carácter educativo e/ou formativo Learning Management Systems Um sistema de gestão de aprendizagem é definido como um sistema usado para a administração, documentação, monitorização, planeamento e descrição de programas de formação e aprendizagem, eventos online e em salas de aula, programas de e-learning e conteúdo de treino ou seja, de todos os eventos de aprendizagem dentro de uma organização (Ellis, 2009). De um ponto de vista mais prático é uma aplicação Web que permite a gestão de processos de formação/aprendizagem nas perspetivas administrativas e pedagógica, ou seja, permite, do ponto de vista administrativo, a gestão de turmas e calendários, alocação de formadores, gestão de planos de formação, e, do ponto de vista pedagógico, ao formador o planeamento e gestão de cursos e de conteúdos de aprendizagem, aos alunos o acesso aos materiais de formação, a atividades, a avaliação das suas competências. Permitem a comunicação entre o formador e os formandos através de ferramentas tecnológicas de comunicação como chats, , videoconferências, etc. De seguida são apontados alguns sistemas de gestão de aprendizagem existentes. Formare LMS O Formare é uma solução de formação e educação de e-learning e b-learning, desenvolvido pela PT Inovação, em ambientes Internet/Intranet. 8

29 Existem várias formas e modelos de ensinar ou formar em ambiente e-learning. Cada organização tenta seguir um modelo próprio de forma a encaixar os seus processos e alcançar os seus objetivos. A pensar na multiplicidade de perfis dos seus parceiros, a PT Inovação identifica cinco componentes principais em sistemas e-learning: A difusão de materiais pedagógicos (conteúdos formativos e informativos) em diversos formatos; A disponibilização de serviços intuitivos e inovadores para os professores; A interação eficaz e intuitiva com o utilizador, tanto ao nível dos alunos como dos professores; O acesso fácil à tecnologia (plataforma); Avaliação da formação. FIGURA 1 - COMPONENTES DE UM SISTEMA DE E-LEARNING (PEREIRA, 2011) Para que um curso de formação seja dado com sucesso em ambiente de e-learning a PT Inovação considera importante garantir e conceber o mesmo tendo em conta cinco componentes estratégicos (Figura 1). Tentando desta forma, minimizar a incerteza relativa aos resultados pedagógicos dos cursos de e-learning e a qualidade dos mesmos. Algumas das principais características de LMS Formare (Pereira, 2011): Visualização da plataforma em português e inglês; Possibilita customizações à medida; Permite uma gestão flexível de recursos para e-learning, para b-learning e para apoio a aulas presenciais; 9

30 Disponibiliza serviços síncronos e assíncronos para ensino a distância; Possibilita a criação, gestão e difusão de conteúdos formativos e informativos em diversos formatos, normalizados e não normalizados; É certificado pela ADL (Advanced Distance Learning) e segue as recomendações do standard SCORM 1.2; Moodle O Moodle 1 (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Enviroment) é um LMS de código aberto, livre e gratuito, que os utilizadores podem usar, modificar e distribuir seguindo apenas os termos estabelecidos pela licença GNU Public License. Foi lançada a primeira versão, em 1999, pelo australiano Martin Dougiamas, quando este era webmaster da Curtin Universidade de Tecnologia em Perth, sendo também gerente do sistema WebCT (Sistema de Ensino à distância comercializado pela Blackboard). O sistema Moodle está em constante desenvolvimento pela comunidade que abrange pessoas de várias partes do globo, professores, formadores, investigadores, programadores, administradores de sistemas. Este conjunto de pessoas centraliza as informações, discussões e colaborações no portal Web. Além disso o portal conta um relatório de perguntas frequentes, suporte gratuito, orientações para a realização do download e a instalação do software, documentação e a descrição de futuras atualizações para o sistema. Para além do uso do sistema de forma mais frequente em universidades, é ainda usado por todos que têm necessidade de interagir de forma colaborativa pela Web, tais como escolas, instituições privadas, pessoas e grupos independentes. A plataforma é utilizada principalmente no contexto do e-learning e b-learning, permitindo a criação de cursos on-line, páginas de disciplinas, grupos de trabalho e comunidades de aprendizagem (ColaboraCom). Blackboard Learning System A plataforma Blackboard Learning System 2 é um sistema de gestão de aprendizagem baseado na Web desenvolvido e proprietário da Blackboard Inc

31 Como potenciais benefícios no uso desta plataforma são destacados os seguintes (Bradford, Porciello, Balkon, & Backus, 2007): Grande disponibilidade. É possível aceder ao sistema através da Internet em qualquer sítio ou em qualquer momento; Rápido feedback; Comunicação melhorada. Existem várias formas de comunicação na plataforma: Anúncios, como sendo uma forma geral de comunicar entre a instituição de ensino e os alunos, assegurando que todos recebem a informação corrente e minimizando o trabalho administrativo da instituição; Discussões, é possível a criação de discussões dentro de um curso, onde o aluno pode colocar uma pergunta sobre o mesmo e os restantes podem responder, sob a vigilância do educador, incentivando assim a participação dos alunos; Sala virtual, como sendo um ambiente síncrono de conversas permitindo a interação entre os participantes; Tracking. O sistema rastreia o percurso dos alunos nos cursos e coloca os resultados numa área de estatísticas de cursos. Assim os educadores podem obter as estatísticas sobre todos os alunos ou sobre alunos individuais dentro de um curso. Os mesmos autores associam alguns problemas à plataforma Blackboard, como o facto da dificuldade de aprender, ter algumas que são restritas a sistemas operativos específicos, ser ineficiente no uso da banda larga, particularmente quando os materiais têm que ser descarregados e ainda o custo elevado do software Learning Content Management System Um sistema de gestão de conteúdo está relacionado com os LMS, mas o seu foco reside na criação, gestão e publicação do conteúdo que é utilizado pelos LMS (Greenberg, 2002). Podemos considerar que os LCMS produzem conteúdos digitais para serem posteriormente disponibilizados e explorados pelos utilizadores de ambientes LMS. Oferecem aos autores, instrutores e entendidos nas matérias meios para criar conteúdos mais eficientemente. Estes conteúdos digitais de aprendizagem podem ser apresentados na forma 11

32 de por exemplo: texto, vídeo, ilustrações, slides, demos, etc. e são apelidados de objetos de aprendizagem (Learning Objects), apresentados na secção 2.2. Um LCMS guarda objetos de aprendizagem num repositório central para que os designers educativos, pessoas que desenvolvem conteúdo multimédia de aprendizagem, os possam ir buscar a anexar em cursos personalizados com a ajuda dos professores. Os cursos tradicionais contêm mais conteúdos sobre um tópico, do que aquelas que o aluno apenas consegue ou precisa assimilar. Ao dividir esses conteúdos dos cursos em objetos de aprendizagem, disponibilizando-os de acordo com as necessidades, os especialistas que desenvolvem conteúdos podem beneficiar da aprendizagem na hora e na dose certa, evitando desenvolver cursos inteiros e de os adaptar a audiências múltiplas. Isto elimina esforços de desenvolvimento repetidos e permite a rápida agregação de conteúdo personalizado (Greenberg, 2002). No mercado encontram-se algumas soluções comerciais de gestão de conteúdo: Xyleme LCMS 3, OutStart 4, GeoLearning LCMS 5, Kenexa LCMS 6. O ATutor 7 é uma solução open source baseada na Web para a gestão de conteúdo que já adotou a norma de empacotamento de conteúdo IMS e a norma SCORM, permitindo assim que os criadores criem conteúdo reutilizável entre sistemas de e-learning diferentes Personal Learning Enviroments A existência de uma série de abordagens e perspetivas de vários autores tornam difícil chegar a uma única definição estável deste conceito que agrupe toda essa diversidade. Foi tomada em conta a perspetiva de (van Harmelen, 2006), sobre a área dos Personal Leaning Enviroments (PLE). Este autor define os PLE como sistemas que ajudam os alunos a controlar e gerir a sua própria aprendizagem. No trabalho desenvolvido na Universidade de Manchester, em Design trajectories: four experiments in PLE implementation, (van Harmelen, 2008) considera os PLE parte de um ecossistema de aprendizagem, o qual é constituído por todos os recursos disponíveis para o

33 aluno, incluindo colegas e professores, e materiais em diversos suportes e formatos. Fazem parte ainda desse ecossistema partes baseadas na tecnologia, como browsers, programas cliente, servidores e serviços Web, dispositivos móveis, etc. Van Harmelen considera que os PLE mais do que um software são um conceito. O conceito de que cada utilizador gera o um ambiente pessoal onde várias peças tecnológicas interagem e não apenas uma criada especificamente para ser um PLE, é o resultado dos atos dos utilizadores. Identifica que os PLE são fundamentados pela necessidade de um sistema que ofereça aos alunos um padrão ao nível da interface mas com os diferentes sistemas de e-learning das intuições, a abordagem pedagógica que defende que os sistemas de e-learning devem ser centralizados e controlados pelos aprendentes, e a necessidade que os alunos por vezes têm de trabalhar offline. 2.2 Learning Objects Os documentos em papel e os materiais de vídeo, áudio e imagem, com o avanço da tecnologia têm sido transformados em documentos digitais. Atualmente há diversos conteúdos digitais disponibilizados nas plataformas de ensino e aprendizagem (secção 2.1), que proporcionam de maneira prática as condições indispensáveis para que estudantes, professores e formadores os utilizem. Esses conteúdos digitais, quando descritos segundo padrões denominados metadados como materiais de aprendizagem online (MERLOT) reutilizáveis, são conhecidos como learning objects (LO). Os LO devem ser reutilizáveis e independentes da plataforma, de modo a resolverem os problemas relacionados com a falta de flexibilidade dos sistemas de e-learning. É necessário que os sistemas disponibilizem conteúdos de tamanho reduzido e que ofereçam rapidez e simplicidade aos utilizadores. Não existe um conceito definido para o termo learning object, sendo diferente entre autores e organizações: Qualquer recurso digital que pode ser reutilizado como apoio à aprendizagem (Wiley, 2002); Qualquer entidade, digital ou não, que pode ser utilizada, reutilizada ou referenciada durante o processo de aprendizagem que utilize tecnologia (IEEE, 2002); Um arquivo digital (imagem, filme, etc.) destinado a ser utilizado para fins pedagógicos e que possui, internamente ou através de associação, sugestões sobre o contexto apropriado para a sua utilização (Sosteric& Hesemeier, 2002); 13

34 Unidade de conteúdo de aprendizagem independente e auto-compreensível que está predisposta a ser reutilizada em múltiplos contextos instrutivos (Polsani, 2003). Vários autores corroboram a posição de que independentemente do tipo de aplicação educativa, os LO apresentam as seguintes características (Longmire, 2001): Reusabilidade: o LO pode ser usado em diversas plataformas de aprendizagem diferentes; Facilidade de atualizações, pesquisas e gestão do conteúdo: com a utilização dos padrões de metadados existentes é possível obter informações sobre os learning objects, como o seu conteúdo utilização, autor, tamanho, formato, e outras, tornando-o compreensível para diversas plataformas; Modularidade: um learning object pode conter outros learning objects, ou estar contido em um ou mais materiais de aprendizagem. Deve ser construído de forma que os utilizadores não necessitem de saber os seus componentes ou sobre a sua complexidade interna; Interoperabilidade: um LO deve ser capaz de ser utilizado em diversos tipos de hardware, sistemas operativos, browsers, ou outros ambientes de aprendizagem. 2.3 Metadados Frequentemente encontra-se na literatura que metadados significa dados sobre dados, sendo esta definição partilhada por vários autores. Em (Équille, 2004) essa definição é alargada, indicando que os metadados devem estruturar os dados para que possam ser usados como dicionários quando é necessário usar os dados neles contidos. Vários autores referem que os metadados fornecem informações sobre um determinado recurso, de forma a promover a interoperabilidade, pesquisa, partilha, integração, utilização/reutilização, gestão e localização dos mesmos de maneira mais eficiente. Os metadados são um conjunto de palavras, frases que resumem ou descrevem o conteúdo de um site, uma página Web ou um recurso digital com o objetivo de beneficiar o trabalho de agentes de pesquisa (Babu, 2001). Existem várias iniciativas de empresas e organizações para a conceção e implementação de metadados para LO: DCMI 8 (Dublin Core Metadata Iniciative), LOM

35 (Learning Object Metadata) (IEEE, 2002), IMS 9 (Instructional Management System), SCORM 10 (Scharable Content Object Reference Model). 2.4 Repositórios de Learning Objects De modo a evitar um aumento dos LO de forma desorganizada foram criados os repositórios de learning objects, destinados ao armazenamento e gestão dos mesmos e à sua disponibilização na Internet. Os repositórios contribuem para a melhoria da reutilização dos LO, pois facilitam na sua organização e a catalogação. São ainda entendidos como estruturas de encaixe para os learning objects, para que os mesmos sejam acoplados e interligados. Os repositórios de LO permitem submeter, armazenar e pesquisar Learning Objects. Um repositório digital diferencia-se de outras coleções digitais pelas seguintes características (Heery& Anderson, 2005): O conteúdo é depositado num repositório seja pelo criador do conteúdo, detentor do conteúdo ou por terceiros; A arquitetura do repositório gere o conteúdo assim como metadados; O repositório oferece um conjunto mínimo de serviços básicos, como por exemplo put, get, pesquisa e controlo de acesso; O repositório deve ser sustentável e confiável, bem suportado e bem gerido. Repositórios de LO existentes MERLOT O MERLOT 11 (Multimedia Educational Resource for Online Learning and Teaching) foi um projeto que começou com algumas universidades do estado da Califórnia (USA) e cresceu incorporando as grandes universidades norte-americanas. Atualmente é constituído por um consórcio internacional que permite a partilha de recursos online de alta qualidade e que pretende melhorar a aprendizagem e o ensino dentro do ensino superior. Tem como objetivo aumentar a eficiência do ensino e aprendizagem, expandindo a quantidade e a qualidade de materiais de aprendizagem online. É uma ferramenta de software baseada na Web e

36 desenhada dinamicamente para suportar o desenvolvimento de comunidades de ensino e de aprendizagem, coleções, serviços, e pesquisa no ensino superior. O sistema não armazena os objetos propriamente ditos, mas somente os metadados, acrescentando um link para os URL dos objetos. WISC-ONLINE O Wisc-Online 12 ou Wisconsin Online Resource Center é uma biblioteca digital de recursos de aprendizagem baseados na Web, nomeadamente LO. A biblioteca digital de objetos tem sido desenvolvida principalmente no Wisconsin Technical College System (WTCS) e produzida por técnicos multimédia, designer, editores e estudantes. Todos os objetos estão disponíveis gratuitamente para a comunidade da faculdade. E os professores podem utilizá-los nas aulas. PoLO e PoLO II O PoLO, Portal de Learning Objects, já mencionado na introdução, é um projeto que resultou da uma parceria entre a PT Inovação e pela Universidade de Coimbra, com o propósito da exploração de técnicas e metodologias de integração e gestão do conhecimento para a geração de Learning Objects (Martins & Gomes, 2009). Permite a criação, gestão e apresentação de learning objects assente numa lógica de autoformação e de ensino à distância. Pretende aumentar o potencial dos conteúdos disponibilizados, na sua catalogação, interoperabilidade e reutilização. Por fim, o visou a integração com o Formare LMS, mencionado na secção 2.2.1, capacitando-o para disponibilizar conteúdos na forma de Learning Objects. Foi então criado um sistema que oferece soluções quanto às carências na área da aprendizagem à distância, através de um ambiente simplificado, prático, onde são disponibilizados conteúdos sob a forma de Learning Objects, potenciados por uma classificação baseada em conceitos e etiquetas, e compatíveis com a norma SCORM. Para a descrição dos metadados, o PoLO é baseado na norma SCORM, trazendo esse fato vantagens ao nível da interoperabilidade, isto é, da possibilidade da utilização de conteúdos em locais diferentes, e da reutilização, ou seja, da possibilidade de utilizar conteúdos em contextos distintos e com objetivos completamente diferentes

37 COLOR O sistema PoLO II apesar das suas qualidades, apresentava algumas limitações. Por exemplo, a aplicação não suportava aprendizagem colaborativa, não existindo qualquer tipo de funcionalidade que permitisse a interação entre alunos, como fóruns e mensagens instantâneas, por exemplo. Estas limitações deveram-se às prioridades do PoLO terem envolvido sobretudo a criação e execução de LO, de forma rápida e simplificada, visto ser essa a principal necessidade do mercado (PT Inovação, 2011). Devido à identificação de algumas destas limitações surgiu o projeto COLOR (Collaboration Learning Objects Repository) que tem como principal objetivo acrescentar a dinâmica da aprendizagem colaborativa ao anterior projeto. O projeto COLOR tem também um portal completamente novo, com um design mais moderno e apelativo para a experiência do utilizador. No capítulo 3, na secção 3.2 descreve-se o projeto em detalhe. 2.5 Software colaborativo A área que envolve o estudo de sistemas baseados em computador que auxiliam o trabalho cooperativo é conhecida por CSCW (Computer Supported Collaborative Learning). Portanto, o software colaborativo pode ser considerado uma ferramenta desenvolvida a partir dos conceitos abordados em CSCW. Alguns investigadores usam o termo CSCW para expressar a ideia de colaboração entre um grupo de pessoas usando computadores (Howard, 1988; Kling, 1991), onde o foco é centrado na aprendizagem do grupo de participantes como um todo. De acordo com (Bannon & Schmidt, 1991) CSCW é o apoio fornecido pelo computador para múltiplos indivíduos trabalharem em conjunto, no entanto, não basta juntar um grupo de indivíduos para que estes trabalhem efetivamente. É necessário fornecer mecanismos para que estes aprendam a colaborar entre si. É preciso aprender a colaborar para posteriormente colaborar para aprender (Burton, Brna, & Treasure-Jone, 1997). O conceito de software colaborativo ou groupware refere-se ao desenvolvimento de tecnologias que suportam o modo como as pessoas comunicam e colaboram para cumprir metas de trabalho no contexto de processos pessoais, organizacionais e de gestão (Ehrlich, 1999). 17

38 Software colaborativo na aprendizagem De modo a ultrapassar a barreira da distância e com a evolução das Tecnologias de Informação e Comunicação, os utilizadores começaram a usar os sistemas para trabalharem em grupo. O que também se refletiu na educação, onde a houve um crescimento do uso das TIC na aprendizagem em grupo, e onde esta se tem mostrado eficiente (Dillenbourg, Baker, Blaye, & O'Malley, 1996). Atualmente existem vários sistemas colaborativos disponíveis a nível comercial. Estes sistemas dispõem unicamente de ferramentas arbitrárias para a comunicação. É necessário mais do que isso para que exista colaboração entres os participantes. Podemos auxiliar o processo de colaboração incluindo o mesmo no projeto dos sistemas e cursos, ou monitorizando a interação, e guiando o processo conforme necessário (Dillenbourg, 1999). O projeto COLOR implementa alguma monitorização da interação dos intervenientes, de modo a tentar analisar o histórico das interações e um diagnóstico dos pontos fortes e fracos. 2.6 Metodologia de desenvolvimento de software O processo de software refere-se a um conjunto de ferramentas, métodos e práticas usadas para produzir um produto de software (Humphrey, 1989). O processo utilizado para desenvolver e manter o software afeta de forma significativa o custo, qualidade e prazo de entrega do produto. O impacto é tão significante que a melhoria do processo de software é vista por alguns como a mais importante forma para melhorar o produto de software (Henry, Henry, Kafura, & Matheson, 1994). O processo de desenvolvimento de software consiste nas atividades e na informação associada que é necessária para o desenvolvimento de um software. Todas as organizações têm um próprio processo para o desenvolvimento de software mas normalmente estas abordagens são baseadas em um dos modelos genéricos: modelo em cascata, modelo iterativo, modelo em V, modelo em espiral (Ribeiro, 2008). O fracasso de vários projetos de software de alto nível na década de 60 levou à criação de um processo de um ciclo de vida do software. O modelo de ciclo de vida inicial, (Royce, 1970) denominado modelo em cascata, consiste numa série de etapas sequenciais, começando com a especificação do sistema. 18

39 Análise de requisitos Especificação Implementação Integração Teste Instalação Manutenção FIGURA 2 - FASES DO MODELO EM CASCATA Para o desenvolvimento do projeto de suporte à presente dissertação, foi seguido este modelo devido a ser fácil de implementar e perceber, ser muito usado e conhecido, consolida bons hábitos: definir antes de desenhar e desenhar antes de definir e define entregas e metas (Munassar & Govardhan, 2010). Este modelo foi definido pela equipa, sendo já o método utilizado pela PT Inovação para o desenvolvimento dos seus projetos. 2.7 Norma SCORM Durante o desenvolvimento do projeto de suporte à presente dissertação, no que diz respeito ao desenvolvimento dos conteúdos foi utilizada a norma SCORM. A norma SCORM (Sharable Content Object Reference Model; ADLI, 2001a) define um modo de agregação de conteúdos, um ambiente de execução e sequenciamento e navegação learning objects. É um conjunto de padrões e especificação para e-learningearning baseado em tecnologia Web. O modelo surgiu do Departamento de Defesa dos EUA como resultado às necessidades de educação do governo, da indústria e na da academia estabelecendo a iniciativa Advanced Distributed Learning 13 (ADL), em Esta iniciativa definiu requisitos de alto nível para conteúdo de aprendizagem, tal como reutilização, acessibilidade, durabilidade e interoperabilidade para melhorar práticas existentes, promover o uso de aprendizagem baseada em tecnologia e fornecer uma base económica para o investimento. A versão chamase SCORM 2004, datando a sua mais recente edição (4.ª) de O SCORM aplica desenvolvimentos de tecnologia atuais, como as desenvolvidas pelo IMS Global Learning Consortium, Inc., o Aviation Industry CBT Committee, o Alliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Networks for Europe (ARIADNE) e o Institute of Electrical

40 and Electronics Engineers (IEEE) Learning Technology Standards Committee (LTSC), para um modelo de conteúdo específico de modo a produzir recomendações para implementações consistentes pela comunidade. A implementação da norma SCORM visou dar ao PoLO interoperabilidade, isto é, a possibilidade da utilização de conteúdos em locais diferentes, e reutilização, ou seja, a possibilidade de utilizar conteúdos distintos e com objetivos completamente diferentes (Martins& Gomes, 2009). 20

41 CAPÍTULO 3: PROJETO COLOR Neste capítulo é apresentado em detalhe o projeto COLOR. Descreve-se a metodologia de desenvolvimento adotada, a arquitetura, os perfis de utilizadores, a especificação e as funcionalidades implementadas. A arquitetura do projeto é baseada num projeto anterior (designado PoLO II, secção 0), sendo composta por três camadas principais: camada de dados; camada de negócio; e camada de interface. As funcionalidades implementadas surgem da vontade de ir além das limitações do anterior projeto PoLO II e focam-se em três áreas principais: a ligação a redes sociais; ligação a espaços de aprendizagem colaborativos; e a introdução de mecanismos de apoio à aprendizagem pessoal. 21

42 3.1 Metodologia adotada Equipa PT Inovação Universidade1 Chefe de departamento Gestor de equipa (Parte técnica) Gestora de equipa Gestor de equipa (Professor) Programador1 Programador2 (Tempo Parcial) Designer Programador3 (Aluno) FIGURA 3 - ORGANIGRAMA DA EQUIPA A equipa do projeto foi constituída por dois grupos: o grupo da PT Inovação e o grupo de uma universidade portuguesa (Universidade1, U1). O organigrama acima mostra esquematicamente os distintos níveis de hierarquia e a relação entre eles durante o desenvolvimento de todo o projeto. Na parte da PT Inovação o chefe de departamento era o responsável principal por todo o projeto, seguido na hierarquia dos dois gestores. A gestora da equipa era a responsável ativa sobe os três elementos de trabalho. E o gestor de equipa da parte técnica era responsável e acompanhava todo o trabalho de implementação do código do projeto. Na parte da universidade o gestor de equipa (professor) era o responsável pelo "Programador3", orientando o mesmo durante o desenvolvimento do projeto. O programador1 e o programador3 estiveram ativos no decorrer de todo o projeto, sendo que o programador2 apenas interagiu numa etapa final do desenvolvimento para ajudar a concluir o projeto no tempo definido. A designer foi responsável pelo desenho da interface gráfica do protótipo, definindo também juntamente com os programadores a estrutura da mesma. 22

43 3.2 Descrição do projeto O projeto COLOR nasceu a partir das limitações e problemas identificados pela equipa no anterior projeto PoLO II, apresentados no capítulo 5. Destas limitações e da intenção de evoluir a partir do projeto PoLO II nasceu o novo projeto para o qual a equipa definiu os requisitos a implementar, apresentados na secção 3.5 do presente capítulo. O novo sistema foi designado COLOR (COllaboration Learning Objects Repository) e as funcionalidades focaram-se em cinco grandes áreas: a) A análise e construção do perfil de utilizador, tendo em particular atenção a forma como este interage com a rede de contactos (Polsani, 2003); b) Desenvolvimento de mecanismos que permitam ao utilizador pesquisar e encontrar a informação desejada rapidamente, através de técnicas de information retrieval: c) Construção de ferramentas que impulsionem a colaboração entre os utilizadores do sistema, melhorando o ambiente Web 2.0 do PoLO II: d) Desenvolvimento de ferramentas que possibilitassem a participação do aluno na definição de conteúdos. Considerou-se relevante que o aluno sentisse que o seu papel ativo seria fundamental para o crescimento do conteúdo do sistema: e) Criação de funcionalidades de apoio à atividade pedagógica que a equipa considerasse relevantes. O COLOR adotou o seguinte processo de apoio à especificação e desenvolvimento: Estudo de vários sistemas de Learning Objects para a formação profissional, como suporte à formação formal e informal; Especificação e desenvolvimento de um protótipo do modelo de colaboração a implementar sobre o PoLO II; Realização de testes à plataforma. 3.3 Casos de uso Os diagramas de casos de uso têm sido uma das atividades da fase inicial do processo de desenvolvimento de software (orientado a objetos) e representam os requisitos funcionais do sistema. Esta representação é composta por atores, casos de uso e associações entre eles. Os casos de uso representam as funcionalidades de um sistema (OMG, 2013). 23

44 Quando existem vários casos de uso ou atores é possível usar os packages (pacotes) de casos de uso para organizar o modelo. Excetuando o package da Gestão dos LO (Figura 8), os restantes casos de uso foram consultados nos relatórios de especificação dos anteriores projetos: PoLO (PT Inovação, 2010) e PoLO II (PT Inovação, 2011). Na Figura 4 é mostrado o diagrama geral de casos de uso do sistema. É mostrado através de packages as principais ações dos vários tipos de perfil de utilizador, através da representação de atores. O Utilizador do sistema e o Convidado são generalizações do ator abstrato Utilizador. E os atores: Administrador, Coordenador/Professor, Gestor de conteúdos e Aluno são generalizações do Utilizador do sistema. Utilizador Estudo dos LO Consulta do sistema Utilizador do sistema Convidado Administrador Coordenador/Professor Gestor de conteúdos Aluno Gestão dos utilizadores Gestão dos Conteúdos dos LO Gestão dos LO FIGURA 4 - PERFIS DE UTILIZADOR 24

45 3.3.1 Package Consulta do sistema Ao autor deixou a equipa antes de serem esclarecidas as ações concretas que o perfil de convidado poderia fazer no sistema, apenas foi falado que o convidado tem acesso ao sistema e que pode pesquisar por LO. Consulta do sistema Efetuar login Convidado Pesquisar por LO FIGURA 5 - CASOS DE USO DA CONSULTA DO SISTEMA Package Gestão dos utilizadores Para os casos de uso da gestão dos utilizadores (Figura 6) a equipa de desenvolvimento apenas interagiu sobre a camada de apresentação construindo as páginas onde o administrador gere os utilizadores, fazendo invocação aos métodos da camada de aplicação. Como exemplo é apresentada na Figura 7, a página da listagem dos utilizadores do sistema, referente ao caso de uso Listar utilizadores. 25

46 Gestão dos utilizadores Adicionar utilizador Remover utilizador Administrador Listar utilizadores Editar utilizador FIGURA 6 - CASOS DE USO DA GESTÃO DOS UTILIZADORES 26

47 FIGURA 7 - LISTAGEM DOS UTILIZADORES Package Gestão de conteúdo do LO Também para os casos de uso da gestão de conteúdo do LO (Figura 8) a lógica da camada de dados e da camada de aplicação já estava construída. Salvo algumas alterações, a equipa apenas interagiu com a camada de apresentação construindo as páginas necessárias para os casos de uso. Como exemplo é apresentada na Figura 9 a página da listagem das áreas temáticas do caso de uso Listar áreas temáticas, e caixa de texto para o utilizador pesquisar do caso de uso Pesquisar por área temática. 27