Fernando José Geada Ventura de Sousa

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1 Análise do modelo SCORM na construção e distribuição digital de conteúdos para a disciplina de Tecnologias da Informação e Comunicação do ensino secundário Fernando José Geada Ventura de Sousa DEZEMBRO DE 2005

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3 Análise do modelo SCORM na construção e distribuição digital de conteúdos para a disciplina de Tecnologias da Informação e Comunicação do ensino secundário Fernando José Geada Ventura de Sousa Dissertação submetida para obtenção do grau de mestre em Educação Mutimédia Orientação Prof. Doutor Álvaro Reis Figueira (Orientador) Prof. Doutor João Carlos Matos Paiva (Co-orientador) Faculdade de Ciências da Universidade do Porto DEZEMBRO DE 2005

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5 Resumo Resumo A recente revisão curricular do ensino secundário introduziu a disciplina de Tecnologias da Informação e da Comunicação, de carácter obrigatório, em todos os cursos gerais e tecnológicos levou à consequente generalização de frequência de uma área de cariz tecnológico em idades relativamente precoces, em turmas que a legislação permite cheguem ao 28 alunos. Esta situação evidencia desde logo uma dificuldade óbvia: um leque muito amplo de diversas competências, ritmos de aprendizagem e interesses presentes na sala de aula. A necessidade de personalizar o ensino a diferentes competências, objectivos e motivações, exige que se encontrem respostas metodológicas capazes de assegurar o sucesso na nova realidade. Neste contexto fazemos uma apreciação das características da disciplina referida, e das potencialidades que permitam uma abordagem em blendedlearning (ensino misto entre a aula presencial e o apoio à distância) recorrendo a objectos de aprendizagem, construídos e disponibilizados segundo o modelo SCORM. Nesta tese procuramos avaliar os méritos e dificuldades da construção destes objectos de aprendizagem, com características modulares e reutilizáveis, procurando perceber se o modelo SCORM 2004 se adequa aos objectivos enunciados para a disciplina de Tecnologias da Informação e da Comunicação, do ensino secundário. Para isso, construímos um objecto de aprendizagem que implementa várias das novas potencialidades do modelo, nomeadamente as relativas à sequenciação e navegação. No decorrer de tal construção, tornaram-se evidentes algumas limitações e dificuldades de utilização do modelo, nomeadamente ao nível da tecnologia, pela falta de ferramentas capazes e de utilização simples. Recolhemos, junto de alguns investigadores e outros agentes na área da educação, opiniões e sugestões sobre o ensino à distância, o blended-learning, a partilha de recursos, a construção modular de experiências de aprendizagem, o SCORM 2004 e outras propostas de especificação de normalização na educação. Identificamos dificuldades ao nível dos docentes, que por desconhecimento, hábito, ou deficiente informação, poderão levantar sérias barreiras à implementação de tal modelo. Como forma de contornar as dificuldade sentidas propomos um conjunto de soluções, concluindo assim que o SCORM 2004 responde, no plano teórico, às iii

6 necessidades identificadas, verificando-se igualmente que no plano prático ainda muito há a fazer. Palavras-chave: Objecto de Aprendizagem, TIC, SCORM, Sequenciação e navegação, Reutilização, Interoperabilidade, Recurso digital. iv

7 Abstract Abstract Following the latest revision to the national curriculum, Information and Communication Technology (ICT) has been introduced as a compulsory subject in all general and technological courses at secondary schools. This means that now pupils must take a technological subject from a relatively young age in classes of no more than 28, as stipulated by the legislation. This raises an obvious question: how to deal with a very wide range of abilities, different speeds at which students are able to progress and differences, too, in the interests of the pupils themselves. The need to personalise teaching according to different abilities, goals and motivations among students requires the implementation of an appropriate methodology in order to guarantee the success of the new initiative. Taking this into consideration, we have studied the characteristics of the subject and how they enable a blended-learning approach, which would be a mix of classroom teaching and distance learning using learning objects, devised and made available according to the SCORM model. In this thesis we have tried to evaluate the advantages as well as the difficulties of devising such learning objects which can be organised into modules and re-used, and have tried to understand if the SCORM 2004 model is capable of meeting the goals set out for the teaching of Information and Communication Technology in secondary schools. In order to do so, we have devised a learning object that implements several of the new possibilities of the model, namely those related to sequencing and navigation. During this process, some limitations and drawbacks in using the modal were encountered, notably with the technology, due to the lack of efficient and easy-to-use tools. We have also compiled feedback and suggestions from experts in the field of education and educational research regarding distance learning, blended-learning, the sharing of resources, the modular construction of learning experiences, the SCORM 2004 and other proposals to consider when drawing up norms and guidelines for the teaching of ICT. Furthermore, we have identified difficulties encountered by teachers stemming from lack of awareness, lack of openness to new approaches to teaching or insufficient information, which may raise serious barriers to the implementation of such a model. As a way to tackle these difficulties we propose a number of solutions, concluding that the SCORM 2004 meets, on the theoretical level, the needs identified, but also being aware that on the practical level there is still much to be done. v

8 Abstract Key-words: Learning Object, ICT, SCORM, Sequencing and Navigation, Reutilisation, Interoperability, Digital resource. vi

9 Résume Résume La récente révision curriculaire de l enseignement secondaire a introduit la matière Technologies de l Information et de la Communication, obligatoire dans toutes filières générales et technologiques, ce qui a amené à la conséquente généralisation de la fréquentation d un domaine technologique d élèves trés jeunes, dans des classes qui peuvent être, selon la loi, de 28 élèves. Cette situation rend évident une difficulté: un éventail très ample de différentes compétences, rythmes d apprentissage et d intérêts, présents dans la salle de classe. Le besoin de personnaliser l enseignement à de différentes compétences, objectifs et motivations, exige qu on trouve des réponses méthodologiques capables d assurer le succès dans la novelle réalité. Dans ce contexte on fait une appréciation des caractéristiques de la matière en question, et des potentialités qui permettent un abordage en blended-learning (enseignement mixte des cours à l école et de l enseignement à distance) en utilisant des objets d apprentissage, construits et disponibles selon le modèle SCORM. Dans cette thèse on essaye d évaluer les mérites et les difficultés dans la construction de ces objets d apprentissage, avec des caractéristiques modulaires et réutilisables, et on essaye de comprendre si le modèle SCORM 2004 est approprié pour les objectifs de la matière de Technologies de l Information et Communication, dans l enseignement secondaire. Pour le faire, on a construit un objet d apprentissage qui utilise quelques nouvelles potentialités du modèle, notamment celles qui concernent la séquenciation et navigation. Dans le parcours de cette construction, quelques limitations et difficultés d utilisation du modèle sont devenus évidentes, particulièrement au niveau de la technologie, à cause du manque d outils capables et d utilisation simple. On a recueilli, parmis quelques chercheurs et d autres agents dans le domaine de l éducation, des opinions et suggestions sur l enseignement à la distance, le blended- -learning, le partage de ressources, la construction modulaire d expériences d apprentissage, le SCORM 2004 et d autres propositions de spécification de normalisation dans l éducation. On a identifié des difficultés au niveau des professeurs, qui par ignorance, habitude, ou déficiente information, pourront soulever de graves barrières à l implémentation de ce modèle. vii

10 Résume Pour contourner les difficultés vécues on propose un ensemble de solutions, et on conclue ainsi que le SCORM 2004 répondes, en trie, aux nécessités identifiées. On a aussi vérifié que deus le domaine pratique il y a encore beaucoup à faire. Mots-clés: Objet d apprentissage, TIC, SCORM, Séquencement et Navigation, Réutilisation, Interopérabilité, Ressource digitale. viii

11 Agradecimentos Agradecimentos Percorri um longo e árduo caminho na tentativa de desenvolver uma investigação séria e cuidada. Como em quase tudo, não o teria conseguido, como julgo que consegui, sem o contributo de várias pessoas que comigo souberam lidar durante todo este percurso. Quero prestar aqui um sincero tributo a todos eles. Em primeiro lugar, agradeço aos meus orientadores, Prof. Doutor Álvaro Figueira, em especial pelo aturado trabalho de revisão de todas as peças que compuseram esta investigação, pelo cuidado que colocou nesse trabalho, pelas sugestões que foi dando ao longo do caminho que percorremos, e Prof. Doutor João Paiva, em especial pela forma como sabe revelar caminhos sem nunca se impor, pelo incentivo e força que coloca em todas as suas sugestões. Aos dois, o meu muito obrigado. Quero também agradecer aos meus pais, Alfredo e Maria Emília, pela paciência que tiveram na revisão de todo o texto, pelas conversas que em alguns momentos tivemos sobre o tema em investigação, e especialmente, pelos pais que souberam ser, sem o que não estaria hoje em condições de desenvolver este trabalho. Sem dúvida, o meu reconhecido obrigado. Ao meu colega e amigo, Paulo Monteiro, com quem discuti muitas horas, fiz e continuo a fazer muitos planos para, em espírito de partilha, conseguirmos ser sempre melhores professores. Um forte abraço, e obrigado. Aos meus irmãos, irmã, cunhadas, e sogros, pela ambiente de paz e amizade que propiciam as condições psicológicas necessárias à concentração e dedicação noutros assuntos. Um fraterno obrigado. Por último, mas não menos importante, à Dalila, que mais do que esposa, é a verdadeira amiga e companheira neste caminho que também é seu, à Susana, Nuno e André, pela incrível paciência e compreensão que têm demonstrado, na espera do pai a que têm direito. A todos o meu amor. ix

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13 Índice Geral Índice Geral Resumo... iii Abstract... v Résume... vii Agradecimentos... ix Índice Geral... xi Abreviaturas... xv Índice de Ilustrações... xvii Índice de tabelas... xix Capítulo 1 Introdução O PROBLEMA CONTEXTUALIZAÇÃO E EXPECTATIVAS Objectos de Aprendizagem Os Objectos de Aprendizagem e o Ensino HIPÓTESE E PLANO DE INVESTIGAÇÃO ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO Capítulo 2 Enquadramento AS TECNOLOGIAS DA INFORMAÇÃO E DA COMUNICAÇÃO NOS CURRÍCULOS DOS ACTUAIS 9º E 10º ANOS DE ESCOLARIDADE E-LEARNING E O ENSINO DAS TIC PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DIGITAL DE CONTEÚDOS PARA O ENSINO À DISTÂNCIA Objectos de Aprendizagem Reutilização Granularidade Rotulagem Normalização CICLOS DE PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE OBJECTOS DE APRENDIZAGEM E-LEARNING E NORMALIZAÇÃO: PERSPECTIVAS DE ALGUNS ACTORES Tipo de entrevista e selecção dos entrevistados Tratamento dos dados a) Plataformas, ferramentas utilizadas e razões das escolhas b) Tipo de conteúdos digitais utilizados c) A reutilização e partilha dos recursos d) Utilização do ensino à distância nos diferentes níveis e áreas de ensino Conclusões Capítulo 3 O modelo SCORM INTRODUÇÃO HISTÓRICA CONTENT AGGREGATION MODEL (CAM) Content Model A construção e distribuição de um pacote de conteúdos Estrutura do ficheiro imsmanifest.xml Elementos principais do manifesto xi

14 Índice Geral a) Elemento <metadata> b) Elemento <organizations> c) Elemento <organization> d) Elemento <item> e) Elemento <resources> f) Elementos <resource>, <file>, <dependency> g) Elemento (sub) <manifest> Sequencing and Presentation...83 a) Elemento <imsss:sequencing> b) Elemento <adlnav:presentation> RUN-TIME ENVIRONMENT (RTE) Lançamento e gestão de SCO s Application Programming Interface (API) Data Model (DM) SEQUENCING AND NAVIGATION (SN) Activity Tree (AT) Tracking Model (TM) Sequencing Definition Model (SDM)...95 a) Elementos de decisão estática b) Elementos de decisão dinámica simples c) Elementos de decisão dinãmica avançada Overall Sequencing Process Navigation Model NOTAS E BREVES CONSIDERAÇÕES SCORM: OPINIÃO DE ALGUNS UTILIZADORES Tipo de entrevista e selecção dos entrevistados Tratamento dos dados a) Entrevista a RF b) Entrevista a HC c) Entrevista a JL d) Entrevista a CP Conclusões Capítulo 4 Construção de um SCO usando o modelo SCORM OBJECTIVOS MODELO IMPLEMENTADO CONTEÚDOS O RECURSO PERGUNTA.HTM AGREGAÇÃO DOS CONTEÚDOS (PIF) Submanifestos a) preteste.zip b) conteudosbase.zip c) conteudosbaseextra.zip d) fimmodulo.zip Objectivos das actividades e decisões de sequenciação Definição dos nomes de actividades e elementos de sequenciação Exemplos de tipos de sequenciação a) Tipo b) Tipo c) Tipo d) Tipo Agregação-modelo para a criação do pacote Capítulo 5 Trabalho relacionado METADADOS ESPECIFICAÇÕES IMS PROPOSTAS DE EXTENSÕES AO SCORM a) Aprendizagem baseada em competências b) Suporte ao desempenho xii

15 Índice Geral c) Acesso por dispositivos móveis e offline d) Sistemas de Tutoria Inteligente e Sistemas adaptativos e baseados em modelos e) Jogos e Simulações f) Aprendizagem colaborativa PROJECTOS DE DESENVOLVIMENTO DE FERRAMENTAS SCORM a) Learning Management Systems (LMS) b) Autoria de SCO s e agregadores de conteúdos c) Repositórios de conteúdos FORMATAÇÃO DE CONTEÚDOS Capítulo 6 Conclusões SÍNTESE Do problema, hipótese e plano de investigação Da execução dos trabalhos RESULTADOS OBTIDOS TRABALHOS FUTUROS Bibliografia Anexo A Temas da entrevista e-learning e Normalização Anexo B Lista completa dos elementos do Modelo de Dados Anexo C Temas da entrevista e-learning, Normalização e SCORM Anexo D Disco compacto xiii

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17 Abreviaturas Abreviaturas ADL - Advanced Distributed Learning AICC - Aviation Industry Computer-Based Training Committee API - Activity Progress Information API - Application Programming Interface ARIADNE - Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe ASM - Activity State Model AT - Activity Tree AttPI - Attempt Progress Information CAD - Comunidade de Aprendizagem Distribuída CAM - Content Agregation Model CM Content Model CMI - Computer-Managed Instruction CP - Content Package CSF - Course Structure File DAM - Dynamic Appearance Model DCMI - Dublin Core Metadata Initiative DM Data Model DND - Department of National Defence DoD - Department of Defense DoL - Department of Labour EB3S - Ensino Básico com 3º Ciclo ED - Ensino à Distância IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers LTSC - Learning Technology Standards Committee IMS - IMS (Instructional Management System) Global Learning Consortium LD - Learning Design LMS Learning Management System LO - Learning Object LOM - Learning Object Metadata MD - Meta-Data MERLOT - Multimedia Educational Resource for Learning and On-Line Teaching NGB National Guard Bureau NM - Navigation Model xv

18 Abreviaturas OA Objecto(s) de Aprendizagem OMS - Objective Measure Status ONM - Objective Normalized Measure OPI - Objective Progress Information OPIS - Objective Progress Information Status OSS - Objective Satisfied Status OSTP - White House Office of Science and Technology Policy OUNL - Open University of the Netherlands PIF - Package Interchange File PRODEP - Programa de Desenvolvimento Educativo para Portugal RDF - Resource Description Framework RTE - Run-Time Environment RTN-DM - Run-Time Navigation Data Model RTS Run-Time Service SCO - Sharable Content Object SCORM - Sharable Content Object Reference Model SSS - SCORM Style Sheet Support SDM - Sequencing Definition Model SN - Sequencing and Navigation SOAP - Simple Object Access Protocol SS - Simple Sequencing TIC - Tecnologias da Informação e da Comunicação TM - Tracking Model VoIP Voice Over Internet Protocol W3C - World Wide Web Consortium WG Working Group XML - extensible Markup Language xvi

19 Índice de Ilustrações Índice de Ilustrações Ilustração 1 Utilização do computador por professores...25 Ilustração 2 Reutilização e Contexto...36 Ilustração 3 Automatização na selecção dos OA...40 Ilustração 4 Utilização dos OA mediada pelo professor...43 Ilustração 5 Manutenção e rotulagem fora da criação dos OA...47 Ilustração 6 - Processo de normalização, adaptado de (MASIE, 2003)...61 Ilustração 7 - Evolução das versões SCORM, adaptado de (REHAK, 2003)...63 Ilustração 8 Organização documental do SCORM (Sharable Content Object Reference Model (SCORM ) nd Edition Overview, 2004)...66 Ilustração 9 - imsmanifest.xml...71 Ilustração 10 - Estrutura do imsmanifest.xml...74 Ilustração 11 - Elemento <metadata>...76 Ilustração 12 - Elemento <organizations>...78 Ilustração 13 - Elemento <organization>...78 Ilustração 14 - Elemento <item>...79 Ilustração 15 - Elemento <resources>...80 Ilustração 16 - Elementos <resource>, <file>, <dependency>...81 Ilustração 17 - Referências com (sub)manifestos...82 Ilustração 18 - Exemplo do elemento <imsss:sequencing>...84 Ilustração 19 - Elemento <adlnav:presentation>...84 Ilustração 20 - SCO, API e LMS...86 Ilustração 21 API, adaptado de Sharable Content Object Reference Model (SCORM ) Run- Time Environment Version 1.3.1, 2004)...88 Ilustração 22 - Transições de estado, adaptado de Sharable Content Object Reference Model (SCORM ) Run-Time Environment Version 1.3.1, 2004)...89 Ilustração 23 - Initialize() e Terminate() no elemento HTML <body>...90 Ilustração 24 - Funções genéricas para a troca de dados com o LMS...91 Ilustração 25 Estrutura em árvore de uma AT...93 Ilustração 26 - Contexto de uma actividade...93 Ilustração 27 - Informações de progresso de objectivos...94 Ilustração 28 Controlos do tipo de navegação...96 Ilustração 29 Controlos de restrição de selecção...97 Ilustração 30 Controlos de entrega...97 Ilustração 31 Controlos de escolha e aleatorização...98 Ilustração 32 Controlos de definição de limites...98 Ilustração 33 Definição de objectivos Ilustração 34 Definição de regras de rollup Ilustração 35 - O processo de Rollup Ilustração 36 Definição de regras de sequenciamento (Parcial) Ilustração 37 - Modelo implementado Ilustração 38 - Frameset (SCO) Ilustração 39 - Recursos utilizados nas questões Ilustração 40 frameset com a pergunta.htm Ilustração 41 - Tipos de perguntas Ilustração 42 A utilização de pergunta.htm no pacote Ilustração 43 - Recursos do preteste Ilustração 44 Estrutura e recursos de conteudosbase.zip Ilustração 45 - Sequenciação no pacote conteudosbase.pif Ilustração 46 - Estrutura e recursos de conteudosbaseextra.zip Ilustração 47 - Estrutura das actividades e tipos de sequenciação Ilustração 48 - Escrita e leitura de objectivos Ilustração 49 - Cópia de actividades com objectivos Ilustração 50 - Sequenciação Tipo 03 (Preteste) Ilustração 51 - Sequenciação Tipo 06 (Temas de conteúdos extra-curriculares base) Ilustração 52 - Sequenciação Tipo 12 (Temas de conteúdos curriculares de remediação) xvii

20 Índice de Ilustrações Ilustração 53 - Sequenciação Tipo 21 (Conclusão com sucesso) Ilustração 54 - Estrutura e recursos de modelo.zip xviii

21 Índice de tabelas Índice de tabelas Tabela 1 - Disponibilidade de computadores e Internet nos agregados portugueses...27 Tabela 2 - Docentes entrevistados...50 Tabela 3 - Métodos da API_1484_ Tabela 4 - Investigadores e responsáveis entrevistados Tabela 5 - Conteúdos e seus recursos digitais xix

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