Universidade de Brasília Instituto de Ciências Exatas Departamento de Ciência da Computação

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1 Universidade de Brasília Instituto de Ciências Exatas Departamento de Ciência da Computação Avaliação Através de Teste Adaptativo Computadorizado Rafael Mendes Carvalho Eric Gil Coelho Monograa apresentada como requisito parcial para conclusão do Curso de Computação Licenciatura Orientador Prof. Dr. Wilson Henrique Veneziano Coorientador Prof. Dr. Girlene Sobrenome Brasília 2011

2 Universidade de Brasília UnB Instituto de Ciências Exatas Departamento de Ciência da Computação Curso de Computação Licenciatura Coordenador: Prof. Dr. Alguem Banca examinadora composta por: Prof. Dr. Wilson Henrique Veneziano (Orientador) CIC/UnB Prof. Dr. Professor I CIC/UnB Prof. Dr. Professor II CIC/UnB CIP Catalogação Internacional na Publicação Carvalho, Rafael Mendes. Avaliação Através de Teste Adaptativo Computadorizado / Rafael Mendes Carvalho, Eric Gil Coelho. Brasília : UnB, p. : il. ; 29,5 cm. Monograa (Graduação) Universidade de Brasília, Brasília, palvrachave1, 2. palvrachave2, 3. palvrachave3 CDU Endereço: Universidade de Brasília Campus Universitário Darcy Ribeiro Asa Norte CEP BrasíliaDF Brasil

3 Universidade de Brasília Instituto de Ciências Exatas Departamento de Ciência da Computação Avaliação Através de Teste Adaptativo Computadorizado Rafael Mendes Carvalho Eric Gil Coelho Monograa apresentada como requisito parcial para conclusão do Curso de Computação Licenciatura Prof. Dr. Wilson Henrique Veneziano (Orientador) CIC/UnB Prof. Dr. Professor I CIC/UnB Prof. Dr. Professor II CIC/UnB Prof. Dr. Alguem Coordenador do Curso de Computação Licenciatura Brasília, 30 de junho de 2011

4 Dedicatória Dedico algo à alguém i

5 Agradecimentos Eric GC Agradeço à mim mesmo. Se não fosse eu, nada teria acontecido. Rafael MC Agradeço algo à alguém. ii

6 Resumo Resumimos tudo aqui. Palavras-chave: palvrachave1, palvrachave2, palvrachave3 iii

7 Abstract Resumimos tudo akihere. Keywords: keyword1, keyword2, keyword3 iv

8 Sumário 1 Introdução 1 2 Problemas e Justicativas O Processo de Criação de Avaliações A Solução Atual A Proposta Hipóteses Hipóteses Objetivos Objetivos Gerais Objetivos Especícos Cronograma e Denição de Atividades Atividades Revisão de Literatuda Delimitação de Escopo Levantamento de Requisitos Elaboração do Projeto Escrita da Monograa Elaboração e Apresentação Cronograma Teorias de Avaliação Teoria Clássica de Testes A Teoria de Resposta ao Item v

9 7 Teste Adaptativo Computadorizado O Teste Adaptativo O Teste Adaptativo Computadorizado Arquiteturas para CAT Levantamento de Requisitos Os Atores Envolvidos no Processo O Processo de Criação de Questões para uma Avaliação Elicitação com o Cliente Delimitação de Escopo Contratação dos Elaboradores Elaboração dos Itens Construção da Avaliação Diagramação da Avaliação Revisão Técnica e Ortográca Liberação da Avaliação Aplicação do Pré-Teste Análise do Pré-Teste e Determinação de Parâmetros Aplicação da Prova e Análise dos Resultados O CAT Para a Prova de Prociência de Inglês Requisitos Funcionais Requisitos Não-Funcionais Proposta de Arquitetura Considerações Iniciais Pré-testagem dos itens O modelo atual Proposta de melhoria Referências 27 vi

10 Lista de Figuras 5.1 Cronograma de trabalhos Precisão da medida para os tipos de testes cássicos [Weiss, 1985] Seleção da próxima questão com base na habilidade atual do avaliando [Weiss, 1985] Processo de criação de questões para Avaliação proposto Diagrama de casos de uso do banco de itens [Fernandes, 2009] vii

11 Lista de Tabelas viii

12 Capítulo 1 Introdução Avaliação é uma declaração de que um objeto está apto (ou não) sob um aspecto especí- co [Morrow et al., 2003]. O presente trabalho trata da aplicação de um paradigma de avaliação chamado Teste Adaptativo Computadorizado (Computerized Adaptive Testing (CAT)), colocando como enfoque uma instituição que possa aplicá-lo em escala. A avaliação em larga escala utilizando CAT já é uma prática bem difundida no exterior, sendo considerada uma forma moderna de avaliação. Porém, no Brasil há poucos trabalhos conhecidos em andamento neste sentido. 1

13 Capítulo 2 Problemas e Justicativas Este capítulo apresenta um panorama dos problemas abordados neste trabalho, descreve a atual solução para enfrentar o problema e apresenta a proposta do trabalho a ser realizado. A seção 2.1 descreve, em linhas gerais, quais são os problemas enfrentados por instituições de avaliação em larga escala na criação e aplicação de avaliações para seus clientes. A seção 2.2 apresenta a arquitetura proposta por [Fernandes, 2009] para a realização da prova de prociência em inglês na Universidade de Brasília (UnB) para o Centro de Seleção e Promoção de Eventos/UnB (CESPE/UnB). A seção 2.3 apresenta a proposta de trabalho a ser descrita neste projeto, bem como a denição de escopo deste. 2.1 O Processo de Criação de Avaliações Uma instituição que elabora e aplica avaliações em larga escala deve ser capaz de realizar uma avaliação de diferentes tipos para diferentes clientes. Tendo em vista que um cliente que compra uma avaliação de uma instituição como o CESPE/UnB ou a Fundação Getúlio Vargas (FGV) para que esta efetue a avaliação e liste os aprovados, e que esta avaliação consiste num conjunto nito de itens, na verdade o que a este cliente está comprando são questões. Desde a contratação de uma avaliação até a realização da prova e entrega dos resultados há um intenso trabalho de logística envolvido no processo de avaliação. Segundo [Fernandes, 2009], a produção e aplicação de uma avaliação escrita é muito onerosa. Já em provas que utilizam CAT, como a prova de prociência em inglês da UnB realizada pelo CESPE/UnB, o custo para criação dos itens, calibragem e montagem do ambiente para aplicação da prova ainda são altos. 2

14 2.2 A Solução Atual O trabalho de graduação de Fernandes [Fernandes, 2009] descreve detalhadamente a arquitetura utilizada para desenvolver um CAT para a prova de prociência em inglês aplicada pelo CESPE/UnB para a UnB. Tal arquitetura será detalhada na seção O sistema desenvolvido pela autora é denominado Sistema Computadorizado de Avaliação Adaptativa em Larga Escala (SCAALE). Em linhas gerais, o SCAALE possui módulos distribuídos que permitem a seleção de itens para a prova do banco de itens, a seleção dos itens a serem apresentados ao examinando e da ordem de apresentação destes, o armazenamento das respostas dos examinandos e a atribuição de julgamento quanto ao nível atingido pelo examinando. Tal arquitetura permitiu ao CESPE/UnB resolver os problemas de gastos com o material utilizado para a prova em formato papel-e-caneta, e agilizou o processo de avaliação das respostas dos avaliandos. Pela própria arquitetura utilizada no SCAALE, o sistema é, atualmente, muito grande e complexo para sua aplicação em contextos menores, no qual o número de avaliandos não seja muito alto. O custo para a conguração do ambiente para outras avaliações é alto, onerando a equipe de informática que dá suporte na aplicação da avaliação. Além disso, segundo a Teoria de Resposta ao Item (TRI), teoria utilizada para a implementação do SCAALE, faz-se necessária a pré-testagem dos itens antes da aplicação da avaliação. Na arquitetura proposta por [Fernandes, 2009] não se tenta resolver tal problema. 2.3 A Proposta Neste contexto, o presente trabalho se propõe a: Propor um sistema em tamanho reduzido Tendo um tamanho reduzido (por exemplo, em relação ao SCAALE) a aplicação da avaliação será mais fácil. Será proposta uma arquitetura CAT não distribuída, baseada em cliente/servidor, de forma que não seja necessário trabalho manual intenso para a conguração do ambiente Identicar e Descrever os Requisitos do Sistema Descrevendo os requisitos prioritários de um sistema CAT, será possível organizar as funcionalidades em ordem de prioridade, e consequentemente organizar o esforço de desenvolvimento de um sistema de tal porte. Propor Implementação de Modelo de Pré-Teste Propor uma forma de realizar o pré-teste de novos itens durante a realização de uma avaliação. Tal forma de prétestagem dos itens pode diminuir os custos da realização de avaliações neste formato, por não ser necessária a diagramação e impressão de prova escrita para a pré-testagem. 3

15 Capítulo 3 Hipóteses Neste capítulo, são expostas as hipóteses formuladas para a redação do presente trabalho. 3.1 Hipóteses No presente trabalho, assume-se como hipóteses: Uma arquitetura cliente/servidor para um CAT irá simplicar o processo de implantação do ambiente para aplicação da avaliação. A denição dos requisitos, bem como a prioridade de cada um deles, possibilitará à equipes de implementação que organizem o esforço de desenvolvimento de forma otimizada. O pré-teste, se aplicado ao nal da avaliação para calibragem de novos itens, reduzirá o custo total de futuras avaliações. 4

16 Capítulo 4 Objetivos Este capítulo tem por objetivo apresentar os objetivos gerais e especícos do presente trabalho, facilitando o entendimento de seu escopo. A seção 4.1 apresenta o objetivo do trabalho. A seção 4.2 apresenta uma lista de objetivos especícos a serem cumpridos para que o objetivo do trabalho seja atingido. 4.1 Objetivos Gerais É objetivo getal deste trabalho: avaliações Descrever e projetar um sistema CAT, tomando como base arquiteturas e modelos descritos na literatura, como o SCAALE [Fernandes, 2009], que permita à uma equipe de desenvolvimento implementá-lo de forma exível e que consiga produzir, como produto nal, um sistema completo e com impacto positivo sobre o custo nal de um processo de execução de avaliação. 4.2 Objetivos Especícos Como objetivos especícos do presente trabalho, temos: Levantar e descrever os requisitos funcionais de usuário Levantar e descrever os requisitos não funcionais do sistema Elaborar o projeto do sistema, seguindo uma arquitetura cliente/servidor Inserir no modelo do sistema os seguintes comportamentos Denir framework de funcionamento do algoritmo 5

17 Denir algoritmo(s) de seleção de questões Denir restrições de sistema Denir escopo dos examinandos Especicar tipos adicionais de questões, bem como diferentes formas de apresentação de elementos motivadores para questão, como imagens e vídeos Especicar requisitos de segurança para o sistema, como autenticação de usuário Especicar mecanismos de liberação de prova em horáros e locais pré-determinados Especicar mecanismos de gerência e acompanhamento de usuários ativos executando o sistema Especicar testes de baixo nível para o sistema proposto Teste de Carga Teste de Stress Especicar e executar testes de sistema funcionais de caixa preta para garantia da aderência da implementação aos requisitos especicados, bem como garantir a qualidade do sistema 6

18 Capítulo 5 Cronograma e Denição de Atividades Este capítulo tem por objetivo detalhar as atividades a serem executadas no projeto e apresentar o cronograma destas atividades. O cronograma proposto não tem a intenção de ser totalmente correto, no qual as datas são improrrogáveis, visto que a execução de determinadas fases do projeto estão estimadas Atividades A seguir, serão listadas as atividades a serem executadas para que os objetivos apresentados no presente trabalho sejam cumpridos Revisão de Literatuda Nesta fase do projeto, estarão sendo estudados e registrados aspectos relevantes acerca de CAT, TRI e demais conceitos que serão necessários para a elaboração do projeto. Esta fase se faz necessátia para que se entenda corretamente o problema e se levante as possíveis soluções para tal Delimitação de Escopo A delimitação do escopo do projeto a ser implementado se dará com reuniões efetuadas com a empresa interessada na tecnologia CAT Levantamento de Requisitos A elicitação dos requisitos do presente trabalho se dará com reuniões periódicas, semanais, ao longo do período apresentado na gura 5.1 com uma empresa interessada na utilização de um sistema CAT. 7

19 Também farão parte dos requisitos aspectos selecionados pelos autores como proposta, baseados nos conceitos e modelos levantados na revisão de literatura Elaboração do Projeto A elaboração do projeto será feita ao longo de quase todo o ciclo de vida do projeto. Consiste na elaboração do projeto do sistema CAT para utilização em contextos mais restritos, em escala menor do que a citada, por exemplo, por [Fernandes, 2009] Escrita da Monograa A escrita da monograa se dará ao longo de todo o ciclo de vida do projeto, com maior trabalho nas fases de revisão de literatura e levantamento de requisitos. Espera-se que a presente monograa seja um registro do projeto a ser desenvolvido Elaboração e Apresentação Ao nal do ciclo de desenvolvimento do projeto, será elaborada a apresentação para a banca examinadora, como requisito para nalização do curso de Licenciatura em Informática, curso do qual fazem parte os autores do presente trabalho. 5.2 Cronograma A imagem5.1 apresenta o cronograma de trabalho denido para a realização do presente trabalho. Sendo um cronograma de projeto, este pode ser atualizado, e sofrer mudanças ao longo de sua execução. Portanto, o cronograma serve apenas como parâmetro para acompanhamento do andamento do projeto. Figura 5.1: Cronograma de trabalhos 8

20 Capítulo 6 Teorias de Avaliação Este capítulo tem por objetivo apresentar conceitos sobre teorias de avaliação em massa. A seção 6.1 apresenta a Teoria Clássica de Testes (TCT), apresentando as implicações de sua utilização e sua abrangência quando utilizada para a criação de uma avaliação. A seção 6.2 apresenta a TRI, teoria que será utilizada na modelagem do algoritmo para o projeto do CAT. 6.1 Teoria Clássica de Testes A TCT, ou Teoria Clàssica de Medida (TCM), se baseia na medida de acertos de um indivíduo dentro de um conjunto de questões selecionado para uma avaliação, obtendo-se um escore nal que diz o quanto este indivíduo conhece do assunto desta avaliação [Fernandes, 2009]. Ao aplicar-se um teste desse tipo a um grupo de indivíduos, todos são submetidos ao mesmo conjunto de itens. Segundo [Weiss, 1985], ao se utilizar da TCT, o construtor tem que adotar uma técnica que se situa entre dois extremos: o Teste Convencional de Pico (TCP) ou o Teste Convencional Retangular (TCR). No TCP, todos os itens da avaliação serão elaborados tendo-se em vista um mesmo nível de diculdade. Já no TCR, os itens são escolhidos em igual proporção entre os níveis de diculdade. A gura 6.1 mostra a precisão na medição do conhecimento de um item em função do nível do indivíduo analisado em face da técnica utilizada. Quando se utiliza o TCP a avaliação é mais efetiva, mas como ressalta [Weiss, 1985], apenas para aqueles que se aproximam do nível de conhecimento exigido para responder o item. Para aqueles que estão acima do nível de conhecimento exigido, o teste será muito fácil, e para aqueles que estão muito abaixo, o teste será muito difícil. Ambas as situações não são desejáveis em um cenário que se queira avaliar o nível de conhecimento de todos os indivíduos, pois trazem pouca informação sobre os níveis de conhecimento dos indivíduos analizados através da avaliação. E mesmo dentro da faixa em que a avaliação é efetiva, ela não o é em 100% dos casos, necessitando-se de outros modelos que atinjam esse patamar de efetividade. 9

21 Figura 6.1: Precisão da medida para os tipos de testes cássicos [Weiss, 1985] 10

22 Por outro lado, a utilização do TCR pode melhorar, ainda que com ressalvas, a efetividade da avaliação, por haver uma distribuição diculdades entre as questões. Por exemplo: considerando três níveis de diculdade fácil, médio e difícil o avaliador poderá criar um número igual de itens para cada um destes níveis de diculdade. Cada grupo de questões irá avaliar mais efetivamente o grupo de avaliandos que se encaixa no nível de diculdade deste, agrupando indivíduos com níveis de conhecimento distintos. Ainda assim, esse agrupamento criado pela avaliação que segue o modelo do TCR entre os avaliandos é pobre, carecendo de precisão [Weiss, 1985]. 6.2 A Teoria de Resposta ao Item A TRI é um grupo de modelos probabilísticos que são utilizadas para descrever características de indivíduos que não podem ser diretamente observadas, podendo também ser chamada de Teoria do Teste de Traço Latente [Costa, 2009]. Na TRI, o procedimento de medida da habilidade do avaliando considera que essas características latentes, chamadas traços, tem relação probabilística com os itens utilizados no teste [Vendramini et al., 2004]. Os modelos probabilísticos visam relacionar a chance de um indivíduo acertar um item à sua prociência medida pelo instrumento de avaliação, e desconsideram outras caractersísticas, tais como [Conde and Laros, 2007] citado por [Fernandes, 2009]: Ordem de apresentação da questão na avaliação Cansaço do avaliando A imagem 6.2 ilustra como a TRI efetua a seleção do próximo item a ser apresentado para o avaliando [Weiss, 1985]. O eixo das abscissas representa o nível observado de habilidade a ser avaliado. O eixo das ordenadas informa o nível de informação de um item. Pode-se notar que cada item tem um pico em um ponto diferente da abcissa, o que mostra que os itens avaliam melhor níveis diferentes de habilidade. Cada uma das curvas apresentadas é um item de uma avaliação. A linha vertical que está sobre o zero indica o nível atual do avaliando. No exemplo desta imagem, um avaliando com nível de habilidade atual zero será melhor avaliado com o item 6, por este ser o item trará maior quantidade de informação sobre seu nível de habilidade. Caso ele erre a resposta do item, a linha vertical tenderá a se moverá mais para a esquerda, supondo que o nível de habilidade do avaliando seja um pouco mais baixo. No caso contrário, em que o avaliando acerta a questão, ocorrerá o contrário, e a linha vertical irá para a direita, supondo que o avaliando tenha um nível de habilidade maior que o atualmente avaliado. Na TRI as pessoas e os itens são colocados na mesma escala de desempenho [Vendramini et al., 2004]. Com isso, além de avaliar se os avaliandos são mais ou menos hábeis em determinado conhecimento, é possível avaliar se um item é mais fácil ou mais difícil. A seguir, serão listados alguns desses modelos, descritos por Costa [Costa, 2009] e Fernandes [Fernandes, 2009]: 11

23 Figura 6.2: Seleção da próxima questão com base na habilidade atual do avaliando [Weiss, 1985] One Parameter Logistc Model (ML1P) Utiliza como variável o grau de diculdade do item, geralmente variando entre -4.0 e 4.0 Two Parameter Logistc Model (ML2P) Utiliza como variáveis o grau de diculdade do item, variando entre -2.5 e 2.5, e a quantidade de discriminação que esta possui, variando entre -1.0 e 4.0 Three Parameter Logistc Model (ML3P) Utiliza as variáveis do ML2P mais a probabilidae de acerto ao acaso do item Four Parameter Logistc Model (ML4P) Utiliza as variáveis do ML3P e uma quarta variável representando o tempo que o avaliando leva para responder o item 12

24 Capítulo 7 Teste Adaptativo Computadorizado Este capítulo tem por objetivo apresentar o conceito de CAT, apresentando conceitos, vantagens e desvantagens, características de implementação e aspectos do desenvolvimento desta classe de sistema. A seção 7.1 trata de testes adaptativos, apresentando vantagens desde tipo de teste, sua adequação para realização de avaliações e as vantagens e desvantagens de sua utilização. A seção 7.2 conceitua e descreve o Teste Adaptativo Computadorizado. A seção 7.3 apresenta alguns aspectos de arquiteturas consagradas e características conceituais e de implementação desta categoria de sistemas. 7.1 O Teste Adaptativo Um teste adaptativo é um teste no qual diferentes avaliandos são submetidos a conjuntos possivelmente distintos de questões, dependendo do seu nível atual em relação à competência sendo julgada [Weiss, 1985]. Esse tipo de teste contrasta com testes baseados na TCT, como os testes em papel-e-caneta, no qual todos os examinandos recebem o mesmo conjunto de itens. A abordagem adotada por um teste adaptativo permite obter benefícios em relação ao teste papel-e-caneta, à saber [Boyd et al., 2003]: aumento na precisão na medida da habilidade do avaliando maior segurança no teste testes com menos questões e com mais informação acerca da habilidade do avaliando Para que tais características sejam efetivamente aplicadas, o teste adaptativo baseia suas propriedades psicométricas na TRI, descrita na seção 6.2. Basicamente, estes testes devem levar em conta o histórico das respostas do examinando para selecionar a próxima questão [Boyd et al., 2003]. Antes de se aplicar um teste adaptativo, deve-se criar um banco de itens. Uma forma de se criar tal banco pode ser [McBridge and Weiss, 1974]: 13

25 Denir a população de interesse Construir uma versão inicial do teste e normalizá-lo para uma amostra representativa da população Construir um subteste na base de dados normalizada Construir testes maiores secundários incorporando os subtestes de calibragem Normalizar este teste em grupos maiores da população Realizar a análise dos testes desenvolvidos, empregando o score de teste de calibragem como critério Selecionar items para o banco de itens na base de dados de análise O teste adaptativo funciona da seguinte forma [Weiss, 1985]: Deve ser criada uma base de itens, contendo itens convenientemente parametrizados, de acordo com, por exemplo, nível de diculdade. Um ou mais itens são aplicados ao examinando e, de acordo com a correção da resposta, mais itens são selecionados da base de itens. Uma das abordagens, citada por [Drasgow, 2005], é que uma resposta correta é seguida pela seleção de um item mais difícil, e uma resposta incorreta é seguida da seleção de um item mais fácil. O procedimento para a escolha de novos itens também pode ser organizado de forma a ressaltar a característica que se queira avaliar. Esses passos podem ser repetidos até que se tenha a precisão desejada em relação ao grau do examinando. Dessa forma, o teste adaptativo geralmente produz avaliações de grande precisão. Dentre as abordagens já utilizadas para a aplicação de um teste adaptativo está a que faz uso do auxílio de computadores. Esse tipo de teste é conhecido como teste adaptativo computadorizado (em inglês, CAT). Uma implementação de CAT deve conter, além da parte de interação com o usuário, um banco de itens (item pool), como já citado, e um agente inteligente que seleciona itens do banco para serem aplicados ao teste em tempo real. Como vantagens, pode-se citar [Lilley et al., 2004] [Hatzigaidas et al., 2003]: Os testes adaptativos tê apresentado grandes vantagens sobre os testes convencionais, mostrando muito maior eciência em vários aspectos, além de qualidade igual ou superior à dos testes convencionais. Algumas vantagens que podem ser citadas são [Lilley et al., 2004] [Hatzigaidas et al., 2003]: Menor tempo requerido por teste 14

26 Itens mais adaptados ao nível do avaliando, sendo necessários menos itens para a avaliação de cada indivíduo Maior precisão e legitimidade na medida de habilidade, com a obtenção efetiva da capacidade do avaliando Segue que, como principal vantagem, um teste adaptativo representa um ganho signicamente grande de eciência frente aos testes clássicos, visto que avaliam mais de um traço com menos itens de avaliação [Weiss, 1985]. Além disso, proporcionam mais conança na medida da habilidade dos avaliandos e à c mais eciente que o TCT [Betz and Weiss, 1973]. Repare que na gura 6.1, a curva do teste adaptativo tem performance para todos os níveis próxima à performance que o teste de pico tem para o nível alvo. Na linguagem da TCT, o teste adaptativo age como se todos os indivíduos recebessem um teste convencional de pico personalizado. 7.2 O Teste Adaptativo Computadorizado O uso de computadores para a implementação de um teste adaptativo fará o melhor uso das características desse teste, usando recursos computacionais (raciocínio automatizado, banco de dados, redes etc). A lógica pode ser a mais simples, como a citada acima [Drasgow, 2005], ou pode incluir funcionalidades como a de levar em conta o tempo de resposta do avaliando, ou a probabilidade de acerto com chute etc. Além de o CAT (essencialmente, TRI) possibilitar testes diferentes serem avaliados equitativamente, ele também permite que se faça uma melhor comparação com testes aplicados no passado. Segundo [Fernandes, 2009], "A principal vantagem da TRI em relação à TCT é que ela assume que a habilidade do examinando independe da avaliação que ele está realizando, mas que ela pode ser estimada a partir de características das questões que o examinando responde e a probabilidade dele acertar essas questóes." Todas essas vantagens do CAT, contudo, possuem também um custo alto. O componente citado anteriormente como agente, por exemplo, é um componente que executa algoritmos complexos que, a cada item respondido pelo avaliando, tem que realizar cálculos estatísticos complexos que consomem uma grande quantidade de recursos computacionais de processamento. Esse é um dos custos computacionais. Quanto ao que diz respeito à logística, para os itens poderem estar devidamente parametrizados quanto aos níveis de diculdade no momento em que são aplicados, eles devem ter passado previamente por um processo que chamamos de calibragem. Na calibragem, uma certa quantidade de avaliandos de diferentes níveis é submetido ao teste. De acordo com o nível pré-estabelecido e desempenho de cada avaliando, o sistema irá calibrar os parâmetros de diculdade de cada item, como a probabilidade de um avaliando aleatório acertá-lo. Esse processo todo pode ser bastante dispendioso. 15

27 De acordo com a dimensão do teste sendo executado (como testes em larga escala descritos em [Fernandes, 2009]), o banco de itens, ou item pool pode precisar dispor de uma quantidade imensa de itens, cuja elaboração, obviamente, exige custos muito maiores que na aplicação de um teste comum. Toda a tecnologia empregada em um CAT requer o esforço de grandes equipes de diferentes áreas de domínio, como Ciência da Computação, Estatística e Psicologia, dentre outros. O CAT já é deveras difundido na Europa e Estados Unidos. Alguns exemplos de exames de prociência conhecidos que utilizam esta abordagem são o TOEFFL e o GRE. 7.3 Arquiteturas para CAT O modelo de agente inteligente normalmente segue modelos estatísticos avançados. Tal agente, dessa forma, deve possuir raciocínio probabilístico. O tipo de inteligência articial que constitui esse agente ca a critério do implementador, podendo ser de muito simples a um modelo extremamente complexo. Existem várias regras para que seja efetuada a seleçao de itens. Além disso, os algoritmos devem levar em conta a exposição de cada item para minimizar a chance de um examinando que faz a avaliação duas vezes com o mesmo banco receba a mesma questão, através de métodos para controlar a exposição máxima [Barrada et al., 2007]. Outro problema é a decisão de quando encerrar o teste [Babcock and Weiss, 2009]. Ao longo da avaliação, o sistema possui uma estimativa do status do avaliando, que vai sendo atualizado a cada resposta. Associada a essa estimativa, existe um erro. Quão baixo deve ser esse erro para que o sistema possa terminar o teste, assumindo já possuir uma estimativa satisfatoriamente precisa? 16

28 Capítulo 8 Levantamento de Requisitos Este capítulo tem por objetivo detalhar um processo de criação e aplicação de avaliação e levantar os requisitos funcionais e não funcionais do sistema a ser projetado neste trabalho. Ele é baseado no trabalho de graduação de [Fernandes, 2009], em entrevistas com uma equipe de avaliação de uma instituição e em escritos encontrados em literatura. A seção 8.1 lista os atores envolvidos no processo a ser descrito na seção??, facilitando a compreensão do mesmo. Também traz uma pequena descriãÿção dos papéis de cada ator. A seção 8.2 descreve os principais passos relativos ao processo de criação e aplicação de uma avaliação pelo CESPE/UnB. A seção 8.3 lista os requisitos funcionais levantados pela equipe de projeto junto ao núcleo de avaliação do CESPE/UnB. A seção 8.4 apresenta os requisitos não funcionais, ou seja, de sistema, que devem ser atendidos pelo sistema para sua correta execução. Também são denidas aqui as tecnologias utilizadas, subsistemas a terem comunicação com o sistema principal, bem como todos os aspectos relativos à qualidade, desempenho, capacidade, hardware e rede exigidos pelo sistema. 8.1 Os Atores Envolvidos no Processo A lista a seguir descreve os atores envolvidos no processo de produção de uma avaliação no CESPE/UnB: Cliente O cliente é o comprador da avaliação. É ele que delimita o escopo dos examinandos, Área de Avaliação Dentro da instituição promotora de avaliações, é a área responsável pela criação e aplicação da avaliação. 17

29 Elaboradores de Questão Cabe aos elaboradores de questão construir as questões que farão parte da avaliação. Para cada quesão criada, são atribuições dos elaboradores de questões: citar fontes do item fornecer guras fornecer características iniciais do item, como diculdade Além dessas tarefas, cabe ao elaborador melhorar suas questões. Para promover tal tarefa, à medida que as questões do elaborador vão sendo calibradas e utilizadas, an instituição de avaliação deve repassar os resultados de desempenho dos examinandos. Com base nestes dados, o elaborador consegue ter a noção do quão fácil ou difícil estão suas questões, melhorando sua percepção quanto à esses aspectos. Revisor Técnico O Revisor técnico revisa as questões elaboradas pelos elaboradores, levando em conta os seguintes quesitos: Revisar ortograa Sintaxe Semântica Forma de abordagem da questão Diagramador O diagramador é responsável por formatar a questão para o formato nal a ser apresentado para os avaliandos. Gerenciadores Os Gerenciadores tem a responsabilidade de gerenciar a liberação das questões à medida que elas são colocadas nos padrões adequados à instituição. Cabe aos gerenciadores as seguintes tarefas: Liberar questões Manter grupo de elaboradores Após a revisão, caso hajam erros encontrados nas questões durante a revisão técnica, os gerenciadores noticam os elaboradores e solicitam as devidas correções. 8.2 O Processo de Criação de Questões para uma Avaliação O processo de uma avaliação, de sua criação até sua efetiva realização, deve-se dar em diversos passos, executados por diferentes pessoas ou equipes. Esta seção pretende explicar cada passo desse processo de forma genérica, se atendo ao ciclo da avaliação e dos itens da avaliação, e deixando de fora outros aspectos, como contratação de pessoal, de sala, transporte das avalicações, criação e publicação de editais, que dependem da instituição aplicadora. A imagem 8.1 apresenta os principais passos no processo de criação de uma avaliação como proposta pelo presente trabalho. Nas próximas sub-seções estão explicadas cada 18

30 uma das caixas do diagrama, com a denição da atividade, os participantes, os insumos e os produtos gerados naquela fase determinada Elicitação com o Cliente Passo Anterior Atores Área de Avaliação, Cliente. Descrição O Cliente, que pode ser qualquer empresa, organização ou instituição entra em contato com a instituição fazendo uma proposta de contratação de avaliação. Ocorre aqui a contratação inicial do produto Ävaliação. Produtos gerados Delimitação de Escopo Passo Anterior Elicitação com o Cliente (seção 8.2.1). Atores Cliente, Área de Avaliação. Descrição O cliente e a área de avaliação delimitam o perl dos examinandos, bem como os assuntos a serem abordados na avaliação. Esta delimitação é importante por que irá orientar os elaboradores de questões na criação destas. Produtos gerados Contratação dos Elaboradores Passo Anterior Delimitação de Escopo (seção 8.2.2). Atores Área de Avaliaßà o, Elaboradores de Questà o. Descrição As avaliações são demandadas pelos clientes ao longo do tempo. Portanto, o processo de avaliação é por demanda. Dessa forma, a contratação dos elaboradores de questões se dá ao longo do tempo, conforme as necessidades da instituição. Produtos gerados Elaboração dos Itens Passo Anterior Contratação dos Elaboradores (seção 8.2.3) ou Análise do Pré-Teste e Determinação de Parâmetros ). Atores Elaboradores de Questão. 19

31 Figura 8.1: Processo de criação de questões para Avaliação proposto 20

32 Descrição Nesta fase, as questões necessárias para a avaliação são efetivamente elaboradas, levando-se em conta os aspectos listados na seção 8.1. Produtos gerados Questões elaboradas Construção da Avaliação Passo Anterior Elaboração dos Itens Atores Descrição Uma vez que as questões são construídas pelos elaboradores, o sistema deve armazenar estas já agrupadas por avaliação e pelos seus elementos motivadores (mãdias), de forma que seja possível realizar a aplicação levando em conta as restrições a serem delimitadas futuramente. Produtos gerados Diagramação da Avaliação Passo Anterior Construção da Avaliação Atores Diagramadores Descrição Uma vez que as questões sejam elaboradas, faz-se necessário diagramar estas para o formato adequado. Como as questões serão utilizadas em um CAT, é possível a criação de um modelo, no qual todas as questões serão colocadas. Deve-se pensar no formato da questão, nas mídias a serem utilizadas (texto, imagem, vídeo) e na forma de entrada da resposta do avaliando. Quando necessário, deve-se recorrer à um designer para formatos mais elaborados. Produtos gerados Formato da avaliação já denido e implementado Revisão Técnica e Ortográca Passo Anterior Atores Revisor Técnico Descrição Nessa fase, as questões passam pelo crivo do revisor técnico para avaliação. Erros ortográcos e gramaticais devem ser identicados, bem como deve ser validada a aderência aos requisitos das questões. Essa fase também pode ser executada pelo gerenciador. Produtos gerados Aceite ou recusa da questão. 21

33 8.2.8 Liberação da Avaliação Passo Anterior Atores Gerenciadores Descrição Ao nal do ciclo de elaboração e revisão das questões, quando as questões estão devidamente validadas e corrigidas, o gerenciador efetua a liberação das questões.caso não estejam validadas nem corrigidas, Produtos gerados Aplicação do Pré-Teste Passo Anterior Atores Descrição A pré-testagem é realizada para a determinação dos parâmetros de diculdade e acerto ao acaso, dentre outros. Produtos gerados Análise do Pré-Teste e Determinação de Parâmetros Passo Anterior Atores Descrição Com os resultados da pré-testagem é feita a calibragem dos itens e é dado aos elaboradores um feedback quanto ao desempenho dos examinandos ao responderem as questões por ele elaboradas. Produtos gerados Aplicação da Prova e Análise dos Resultados Passo Anterior Atores Descrição Nesta fase são efetuadas as avaliações aos examinandos determinados pelo contrato com o cliente. A avaliação ocorre no ambiente determinado pelo acordo, e os resultados são armazenados. Uma diferença deste teste em relação aos outros é que o examinando já sai do local da avaliação sabendo qual é o resultado do seu desempenho. Produtos gerados 22

34 O CAT Para a Prova de Prociência de Inglês Ò CAT utilizado para a realização da prova de prociência de inglês. 8.3 Requisitos Funcionais Requisitos funcionais, segundo o Rational Unied Process (RUP) [Process, 1987], são descrições do que os usuários podem fazer em um sistema, não levando em conta as restrições impostas por ambiente, tecnologia ou regionalidade. Tais descrições devem ser elaboradas em tal nível de detalhamento que quaisquer desenvolvedores possam lê-los e implementá-los, mesmo utilizando tecnologias diferentes das utilizadas originalmente para o desenvolvimento de um sistema [Sommerville, 1995]. Esta seção se propões à listar os requisitos funcionais a serem atendidos no desenvolvimento do CAT para o CESPE/UnB, mas sem chegar a detalhá-los como casos de uso. 8.4 Requisitos Não-Funcionais Requisitos não funcionais são aqueles requisitos que não se enquadram como requisitos funcionais, descrevendo mais características e atributos do sistema ou do ambiente do sistema [Process, 1987]. Os requisitos não-funcionais devem ser descritos em uma especi- cação suplementar. Nesta seção encontram-se listados os requisitos não-funcionais a serem observados no projeto do sistema CAT para o CESPE/UnB. São elas: O sistema deverá suportar até 10 examinandos realizando a prova simultaneamente O desempenho do sistema deve se manter em padrões aceitáveis, mesmo quando o número máximo de usuários for atingido O tempo de resposta do sistema deve ser o menor possível, agilizando a aplicação da avaliação O sistema deve ter alta resistência à entradas incorretas do usuário, sendo capaz de se recuperar de um input incorreto facilmente 23

35 Capítulo 9 Proposta de Arquitetura Este capítulo tem por objetivo apresentar uma proposta de arquitetura para o sistema CAT, que atenda aos requisitos descritos em 8, fazendo um paralelo com as arquiteturas consagradas 7.3 e, principalmente com a arquitetura proposta por [Fernandes, 2009]. 9.1 Considerações Iniciais Como já foi citado no capítulo 1, os dois principais componentes de um glscat são o banco de itens e o seletor de itens. Como citado por [Fernandes, 2009], o banco de itens é de grande interessse pelos processos de avaliação do CESPE/UnB. Em tal contexto, um banco de itens centralizado torna os processos envolvidos no tempo de vida do item muito mais ecientes. Tais processos são ilustrados na gura

36 Figura 9.1: Diagrama de casos de uso do banco de itens [Fernandes, 2009] 25

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