Estendendo a experiência docente/discente de Engenharia Agronómica com recurso à Web e às tecnologias associadas

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1 Estendendo a experiência docente/discente de Engenharia Agronómica com recurso à Web e às tecnologias associadas Pedro Aguiar Pinto Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal papinto@isa.utl.pt Miguel de Castro Neto Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal mneto@isa.utl.pt Sofia Rodrigues Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal csrrodrigues@isa.utl.pt Resumo A World Wide Web e as tecnologias associadas têm vindo a disponibilizar um vasto potencial de novas funcionalidades e formas de interacção no que se refere à experiência docente/discente na sociedade do conhecimento. A Secção de Agricultura do Instituto Superior de Agronomia tem vindo a apostar neste meio para desenvolver sistemas de informação Web de apoio ao ensino que permita, de alguma forma, estender o processo de ensino/aprendizagem para além do espaço físico da sala de aula, nomeadamente melhorando a sua qualidade, através da criação de um canal de comunicação adicional e do estreitamento da relação docente/discente. Neste trabalho apresentaremos o resultado da experiência da Secção de Agricultura que teve início de uma forma mais estruturada na disciplina de Ecologia e que, posteriormente, levou ao desenvolvimento de uma plataforma Web de apoio ao ensino, actualmente utilizada pelas restantes disciplinas coordenadas por esta unidade. Para além de procedermos à apresentação do sistema de informação criado, iremos retirar algumas conclusões decorrentes da experiência adquirida, bem como do seu potencial de utilização futuro. Palavras chave: e-learning, sistema de informação Web, ensino e novas tecnologias de informação e comunicação 1. Introdução No panorama actual constatamos que também as Universidades têm vindo a investir na criação de infra-estruturas tecnológicas facilitadores do acesso e utilização das novas tecnologias de informação e comunicação, em especial a Internet. Por um lado deparamo-nos com uma iniciativa nacional, denominada e-u ou campus virtual ( que tem por objectivo a criação de serviços universitários online, produção e partilha de conteúdos académicos e a criação de comunidades universitárias. Por outro lado, verificamos que os estudantes que entram actualmente nas universidades estão mais familiarizados com a Internet e com a World Wide Web que os seus predecessores. Esta base de utilizadores sofisticados associados à infra-estrutura tecnológica disponível constitui uma plataforma sobre a qual os docentes podem desenvolver novas formas de relacionamento com os estudantes. Estas comunidades virtuais potenciais oferecem aos educadores a oportunidade de interagir com os discentes actuais de uma forma mais rica, permitem alcançar potenciais estudantes e ainda manter a comunicação com os antigos alunos (Cardoso e Machado, 2001).

2 Este processo, a utilização das tecnologias de informação e comunicação no ensino, tem sido denominado de e-learning. No entanto, o termo e-learning não é muito preciso podendo ser utilizado com significados distintos [Keegan et al., 2002]. No contexto deste trabalho quando nos referimos a sítios Web de ensino não nos referimos ao e-learning na sua vertente ensino a distância, onde o ensino é realizado on-line e não na sala de aula. Os sítios Web de ensino a que nos referimos destinam-se a auxiliar o ensino face a face, fornecendo materiais e funcionalidades que complementam o ensino na sala de aula, nomeadamente informação sobre o funcionamento da disciplina, acesso em linha a materiais da disciplina, funcionalidades de comunicação, oportunidades para aprofundar tópicos cobertos nas aulas, efectuar provas de avaliação e aceder aos seus resultados, etc. Segundo Horton [2000], a adopção das tecnologias Internet e o lançamento de um sítio Web de uma disciplina pode ter diversas motivações, que vão desde a melhoria da experiência docente à simplificação dos procedimentos administrativos associados. No entanto, não devemos perder de vista os impactos que esta decisão terá na actividade do docente. Assim, podemos agrupar os aspectos a considerar em três grandes grupos: Carga de trabalho qual a quantidade de tempo que irá consumir a criação de uma componente Web na disciplina leccionada? E, uma vez esta componente em funcionamento, como é que ela afectará a sua carga de trabalho docente normal? Esta questão da disponibilidade do docente despender mais tempo, quer na preparação e lançamento do sítio Web da disciplina quer na sua gestão e manutenção, é um ponto a considerar com bastante atenção, pois terá um forte impacto no dia a dia do docente e na sua gestão da actividade docente, uma vez que deixará de existir um horário fixo e rígido para se relacionar com os discentes. Promoção no modelo tradicional do ensino superior o reconhecimento e a progressão na carreira são geralmente mais influenciados pelos resultados das actividades de investigação e publicação do que pela actividade docente. A utilização da Web no ensino tem vários benefícios, nomeadamente novos desafios, melhor ensino e aprendizagem e maior interacção. No entanto, para muitos educadores não é realista esperar recompensas institucionais tangíveis no curto prazo. Este aspecto tem vindo a evoluir face a uma comunidade discente mais exigente e ao retorno que a utilização das novas tecnologias trás em termos de promoção pessoal e institucional no processo de captação de novos alunos. Mudança é impossível adoptar um novo meio de comunicação como a Web sem passar por um processo de mudança. A utilização da Web no ensino, quando utilizada correctamente, não é apenas uma forma de passar uma mensagem antiga através de um novo meio. Se optarmos por utilizar a Web como ferramenta para apoio ao ensino e realmente a utilizarmos o método de ensino terá de mudar. Flexibilidade e prontidão na reacção são realidades inevitáveis num meio tão dinâmico e interactivo como é o caso da Web. 2. A Gestão de Informação na Secção de Agricultura do Instituto Superior de Agronomia A gestão da informação, os sistemas de informação e a utilização de tecnologias de informação e comunicação tem sido uma constante ao longo da actividade da Secção de Agricultura do Instituto Superior de Agronomia. As necessidades de informação inerente à modelação dos processos agrícolas pressionou, desde sempre, o desenvolvimento de soluções que permitissem recolher, armazenar e processar informação de natureza extraordinariamente diversa, como seja dados meteorológicos, edáficos, de factores de produção, de máquinas agrícolas, de mercados, etc. Neste contexto esta unidade tem vindo a apostar no desenvolvimento de bases de dados agrícolas, ferramentas de suporte ao processo de planeamento agrícola, sistemas de avaliação e planeamento de agricultura de regadio, sistemas de informação geográfica e sistemas de informação Web. Este último ponto da utilização do serviço World Wide Web da Internet tem vindo a adquirir uma importância crescente com a vulgarização deste meio como meio de publicação de

3 informação e de comunicação e, como tal, tem vindo a ser alvo de uma atenção especial por parte da Secção de Agricultura. Assim, se por um lado temos vindo a desenvolver diversos sistemas de informação/sistemas de apoio à decisão sobre a Web, por outro lado a sua utilização como suporte à actividade normal de ensino no contexto do ensino nas licenciaturas, mestrados e pós-graduações do Instituto Superior de Agronomia tem sido uma constante. A experiência desta unidade na utilização da Web no ensino teve início de uma forma mais estruturada na disciplina de Ecologia (1º Ano dos Cursos de Engenharia Agronómica e Florestal do Instituto Superior de Agronomia) leccionada desde o ano lectivo de (Pinto, 2001). Embora tendo existido anteriormente algumas experiências, mais dispersas e não integradas num único espaço/sistema de informação e que criaram as bases para o trabalho que lhes seguiu, apenas nesse ano se avançou com o que se pode denominar de plataforma Web de apoio ao ensino. Anteriormente existia um espaço Web para cada disciplina coordenada por esta unidade onde se divulgava apenas o corpo docente, o programa da disciplina, o calendário de provas de avaliação e alguns materiais de apoio. Esta plataforma de apoio ao ensino da disciplina de Ecologia consistia em duas interfaces distintas, uma de acesso público para os alunos e uma de acesso privado para o docente onde este realiza toda a gestão da informação aí disponibilizada. O sistema de informação para o docente, de acesso condicionado, dispõe de todas as funcionalidades de administração da informação disponibilizada no sistema público, nomeadamente: Colocar on-line materiais para apoio ao estudo; Colocar avisos e enviá-los simultaneamente por para os alunos registados; Gerir a base de dados de suporte ao sistema no que se refere aos alunos inscritos; Gerir as questões por colocadas pelos alunos (FAQ s); Manter uma lista de apontadores seleccionados; Gerir a realização de testes on-line bem como o repositório de perguntas e respostas associado; etc. Para os alunos o sistema de informação público disponibiliza, entre outras funcionalidades: Acesso aos materiais disponibilizados pelo docente; Realização de testes on-line; Acesso aos resultados das provas de avaliação (off-line e on-line); Lista de FAQ s; Apontadores seleccionados; Registo na mailing list; etc. Figura 1 Página de acesso público e de acesso privado da plataforma web para o ensino da disciplina de Ecologia da Secção de Agricultura do ISA. Web

4 O sistema foi desenvolvido assegurando que toda a gestão de informação aí residente poderia ser realizada de uma forma ubíqua mediante a utilização de um browser vulgar, sem necessidade de utilização de qualquer aplicação proprietária. Esta plataforma tem vindo a ser utilizada desde então na referida disciplina de Ecologia de forma ininterrupta, tendo a sua utilização, após uma renovação da componente gráfica, sido posteriormente alargada às restantes disciplinas de licenciatura sob responsabilidade da Secção de Agricultura do Instituto Superior de Agronomia, nomeadamente Agricultura Geral e Máquinas I e II, Culturas Arvenses I e II, Pastagens e Forragens e Sistemas Agro-Florestais, e ainda a Pós-Graduação em Gestão e Tecnologias de Informação no Sector Agrícola e Agro- Industrial. 3. Desenho do sistema 3.1 Arquitectura de informação A aplicação foi desenvolvida numa arquitectura em três camadas com a lógica do negócio separada dos dados (armazenados numa base de dados relacional) e da interface com o utilizador (baseada na Web). Como já referimos inicialmente, o utilizador pode aceder à aplicação mediante a utilização de um qualquer browser Web e recorrendo a múltiplas plataformas. A aplicação corre num servidor aplicacional que efectua centralmente toda a gestão da informação, podendo, ou não, fazer parte do próprio sistema de gestão de base de dados (SGBD), o que poderá melhorar o seu desempenho. O utilizador pode aceder ao sistema sob dois perfis distintos, docente ou discente, e em consequência, terá diferentes formas de acesso à informação existente e às funcionalidades oferecidas pelo mesmo. Basicamente o sistema oferece um repositório de dados sob a forma de uma base de dados relacional, um repositório de ficheiros onde estarão alojadas as páginas e os recursos disponibilizados e utilizará, ainda, um componente de para associar funcionalidades de comunicação ao sistema. 3.2 Camada de acesso aos dados Os dados de suporte à plataforma Web desenvolvida são armazenadas numa base de dados relacional, neste momento em Microsoft Access, estando previsto a sua evolução para Microsoft SQL Server a curto prazo. Esta base de dados é constituída por um conjunto de entidades e de relações entre estas que permite recolher e armazenar os dados de uma forma extremamente racional e eficiente, assegurando ainda a integridade dos mesmos. As entidades principais são: Variáveis onde está armazenada informação relativa ao responsável pela disciplina e sua administração, nome da disciplina, ano lectivo, etc.; Alunos listagem de alunos que se inscrevem na disciplina que inclui informação relativa ao número de aluno, nome, curso, , validação, etc.; Avisos repositórios de avisos que ao longo da disciplina são publicados na página de entrada do sítio e enviados para a mailing list, incluindo titulo, descritivo, data e estado; Avaliação Off-line resultados obtidos pelos alunos ao longo do semestre nas diversas provas de avaliação efectuadas off-line, incluindo tipo e número da prova, data e resultado; Avaliação On-line respostas dos alunos aos testes de escolha múltipla realizados on-line ao longo do semestre e respectivos resultados, incluindo número do aluno, número do teste, número da pergunta, número da resposta e data/hora; Perguntas/Respostas repositório de perguntas e respostas classificadas por capítulos que alimentam o gerador de testes on-line, incluindo número da pergunta, pergunta, número da resposta, resposta, classificação da resposta (certa/errada);

5 Recursos informação relativa aos recursos electrónicos disponibilizados aos alunos e respectiva classificação, incluindo nome do recurso, descrição, classificação, data e estado; FAQ s base de conhecimento que dá origem à manutenção de uma lista de perguntas mais frequentes, incluindo pergunta, resposta, classificação (FAQ/não FAQ), estado e data; Apontadores informação relativa a um conjunto de apontadores de interesse para a disciplina, incluindo nome, descrição, URL, tipo, estado e data. 3.3 Camada lógica de negócio Esta camada, onde estão definidos todas as regras e procedimentos que regem o funcionamento da plataforma Web de apoio ao ensino, irá despoletar três tipos distintos de acções, conforme é visível na Figura 2, que poderão ou não acontecer em função das regras incorporadas. Os tipos possíveis de reacções resultantes de uma acção do utilizador são: o envio de uma mensagem de correio electrónico; a inserção/actualização/eliminação de um registo na base de dados; e a construção de uma página Web. No caso em apreço e conforme veremos adiante, se, por exemplo, um aluno sugerir um apontador na página disponível para esse efeito, para além de receber de volta uma página de confirmação da acção realizada, o sistema irá automaticamente adicionar esse registo à tabela apontadores com o estado de pendente e o docente irá receber uma mensagem de correio electrónico a informar da sugestão. O docente poderá então à avaliação do apontador e à eventual alteração de estado de pendente para válido, momento a partir do qual é disponibilizado no módulo Apontadores da interface pública. Para além das acções referidas acima, é também nesta camada que está definido o algoritmo responsável pelo funcionamento do gerador de testes on-line. Conforme veremos adiante, o docente pode programar a realização de testes on-line, aos quais associa não só a data/hora de início e de termo, mas também o número de perguntas por capítulo que o mesmo incluirá. Com base nesta informação e no momento em que cada aluno acede à página de realização do teste, o gerador de teste consulta a informação válida para aquele teste e selecciona aleatoriamente, a partir do repositório existente de perguntas e respostas, a quantidade de perguntas definida pelo docente respeitando a relação perguntas por capítulo estabelecida. Figura 2 Processamento de informação em resposta a uma acção do utilizador 3.4 Camada de apresentação O sistema de informação construído terá duas formas de apresentação distintas, consoante o perfil da pessoa que lhe acede seja docente (administrador) ou discente (utilizador).

6 3.4.1 Acesso ao sistema de informação pelo docente Os docentes acedem ao sistema através de um processo de validação com o estatuto de administradores do sistema (Figura 3). Figura 3 Plataforma privada que dá acesso a funcionalidades de gestão por parte dos docentes Caso seja validado pelo sistema, terá à sua disposição um conjunto de funcionalidades que lhe permite gerir a globalidade do sítio Web da disciplina através de um qualquer browser. Entre as possibilidades oferecidas pelo sistema temos: Mailing List (Alunos) gestão (inserção/alteração/eliminação) da subscrição da mailing list pelos alunos da disciplina que funciona simultaneamente como lista de alunos da disciplina, incluindo informação relativa a nome, número de aluno, , curso, data, estado; Avisos gestão (inserção/alteração/eliminação) dos avisos afixados na página de entrada do sítio com a possibilidade de despoletar o envio por correio electrónico do mesmo para os subscritores válidos da maling list; FAQ s gestão (inserção/alteração/eliminação) das perguntas mais frequentes, o que inclui a resposta às questões submetidas pelos alunos e, caso se julgue suficientemente pertinente, associar-lhes o atributo de publicação no sítio público na rubrica FAQ s; Recursos gestão (inserção/alteração/eliminação) dos recursos electrónicos disponibilizados aos alunos durante o semestre, normalmente classificados por capítulos, outros recursos e material disponibilizado em anos anteriores; Apontadores gestão (inserção/alteração/eliminação) dos apontadores considerados de interesse para os alunos aprofundarem/alargarem os conhecimentos adquiridos na disciplina. Inclui ainda a gestão dos apontadores sugeridos pelos alunos e decisão de publicação dos mesmos no sítio público Testes on-line o sistema oferece a possibilidade ao docente de calendarizar a realização de testes de escolha múltipla aos quais associa a data/hora de início e termo, penalização das respostas erradas, capítulos sobre os quais incide e número de perguntas por capítulo e, ainda, data/hora de publicação dos resultados. A este módulo está associado a gestão (inserção/alteração/eliminação) das perguntas e repostas, classificadas por capítulos, propriamente dita; Avaliação off-line gestão (inserção/alteração/eliminação) dos resultados das provas de avaliação efectuadas pelos alunos off-line Acesso ao sistema de informação pelo discente Os discentes acedem ao sistema de informação através da interface pública com um estatuto de utilizador anónimo. Esta situação altera-se apenas quando pretendem submeter-se a provas

7 de avaliação on-line ou aceder aos resultados das provas de avaliação efectuadas, onde têm de validar o acesso. Figura 4 Plataforma pública de acesso para consulta pelos discentes O acesso à plataforma Web pública da disciplina oferece as seguintes funcionalidades: Programa informação de natureza estática relativa ao conteúdo da disciplina; Docentes informação de natureza estática referente aos docentes da disciplina e respectivos contactos; Recursos disponibilização on-line dos materiais em formato electrónico de apoio à disciplina; Avaliação informação relativa ao processo de avaliação da disciplina que se desenvolve em duas vertentes: Off-line inscrição nas provas de avaliação e possibilidade de acesso on-line aos resultados das provas de avaliação efectuadas off-line mediante a submissão do número de aluno e ; On-line mediante a submissão do número de aluno e autoriza a possibilidade dos alunos efectuarem testes on-line com base em questões de escolha múltipla seleccionadas aleatoriamente de uma base de dados de perguntas/respostas segundo uma programação efectuada previamente pelo docente da disciplina. Permite ainda aceder on-line aos resultados das provas de avaliação on-line efectuadas; Apontadores disponibilização de um lista de apontadores de referência para a disciplina em questão, tendo como objectivo possibilitar o aprofundamento/alargamento dos conhecimentos sobre a matéria leccionada para os que o pretendam fazer. Oferece aos alunos cuja subscrição da mailing list foi validada pelo docente a possibilidade de sugerirem novos apontadores; FAQ s manutenção de uma base de dados de perguntas mais frequentes, organizadas por temas. Oferece aos alunos cuja subscrição da mailing list foi validada pelo docente a possibilidade de colocarem questões ao docente o que, conforme foi referido acima, permitirá aumentar o conjunto das FAQ s disponibilizadas caso o docente a julgue pertinente e do interesse geral. Mailing List possibilidade dos alunos subscreverem a mailing list o que, após a sua validação pelo docente, lhes dá acesso às funcionalidades do sistema disponibilizadas aos alunos mas sujeitas a verificação da sua condição de subscritor validado da mailing list. Entre as possibilidades oferecidas destacamos o acesso à recepção por correio electrónico dos avisos colocados na página de entrada do sítio, a acesso aos resultados das provas de avaliação offline e on-line, a realização de provas de avaliação on-line, a submissão de questões e a sugestão de apontadores.

8 4. Análise de Utilização e Conclusões Os resultados obtidos com a utilização da plataforma desenvolvida têm sido bastante satisfatórios, tendo levado, conforme foi referido inicialmente, à sua progressiva adopção nas restantes disciplinas de graduação e pós-graduação sob responsabilidade da Secção de Agricultura. No entanto, devemos salientar que a obrigatoriedade dos alunos se registarem na mailing list das diferentes disciplina para poderem aceder a um conjunto de funcionalidades enviesa um pouco a análise, uma vez que leva a que uma grande percentagem destes alunos utilize a plataforma de forma coerciva. Estamo-nos a referir, mais concretamente, à possibilidade de receberem os avisos nas suas caixas de correio electrónico numa lógica push (a informação é fornecida sem a necessidade de qual acção do receptor da mesma), a realização de teste de avaliação on-line e o acesso aos resultados da avaliação, por exemplo. Embora se tenha vindo a esbater ao longo do tempo, a qualidade do acesso e a disponibilidade de terminais de acesso livre na instituição tem sido apontado como um factor crítico para uma utilização mais satisfatória do sistema. Um aspecto interessante decorrente do sistema de informação desenvolvido tem sido a possibilidade de, através da base de dados de suporte ao sistema, construir um repositório de conhecimento que se vai enriquecendo ano após ano. De facto, os conteúdos relativos aos recursos, FAQ s, apontadores e perguntas/respostas do gerador de testes transitam de um ano para outro, sendo sucessivamente aumentados e melhorados, possibilitando, assim, que o ponto de partida de cada ano tenha sempre algum valor acrescentado decorrente da experiência do ano anterior. Com base na experiência adquirida e convictos na viabilidade da abordagem aqui apresentada, acreditamos que a utilização na Web como forma de estender as possibilidades de interacção e relacionamento docente/discente são francamente promissoras. No entanto, face a um contexto em que o termo e-learning se tornou uma das buzz words do momento e se adivinham elevados investimentos nessa área, não podemos deixar de referir que a mudança introduzida pela Webização da actividade docente tem múltiplos impactos e implica alterações de relevo na actividade normal dos docentes. Assim, após uma primeira fase que nos centramos nas possibilidades oferecidas pela tecnologia e fomos sendo seduzidos pelo ciberespaço e pelas potencialidades que este meio encerrava, acreditamos que neste momento os factores críticos de sucesso estão ao nível dos agentes da mudança em curso. Isto é, o sucesso ou insucesso de uma qualquer iniciativa de utilização da Web no apoio à docência depende fundamentalmente da vertente humana (docente/discentes). Nesta óptica, está em curso neste momento um inquérito on-line para avaliação da plataforma construída. O pedido de resposta a este inquérito foi enviado por correio electrónico para todos os alunos que já contactaram com a plataforma Web construída, estando neste momento a realizar-se os trabalhos de tratamento das respostas recebidas. Podemos desde já referir que numa análise de conteúdos preliminar, é notória a satisfação dos discentes com o sistema de informação que lhe é disponibilizado e a vontade de que o mesmo seja implementado nas restantes disciplinas do Instituto. Por último, no âmbito de um projecto financiado pelo Programa Operacional Sociedade da Informação em curso ao nível da Universidade Técnica de Lisboa denominado TELES Teaching e-learning of Engineering and Science em que participamos com o Pilar de Ciências Agrárias, estamos a reestruturar a plataforma desenvolvida para que esta seja disponibilizada a todo o Instituto Superior de Agronomia e que a mesma integre não só informação de suporte ao funcionamento das disciplinas, mas também da informação sobre a orgânica da instituição (direcção, administração e ensino), dos seus recursos humanos (administrativos, técnicos, docentes e investigadores) e da actividade técnica e científica realizada (projectos, produção científica, prestação de serviços à comunidade, etc.)

9 5. Referências Cardoso, E. L. e Machado, A. B., Problemática da Adopção de Plataformas de e-learning nas Instituições de Ensino Superior a fase de iniciação, 2001, 2ª Conferência da Associação Portuguesa de Sistemas de Informação, Universidade de Évora, Novembro. Horton S., Web Teaching Guide A practical approach to creating course web sites, Yale University Press, New Haven & London, Keegan, D, Dias, A., Baptista, C, Olsen, G., Fritsch, H., Föllmer, H, Micincová, M., Paulsen, M. F., Dias, P. E Pimenta, P., e-learning, O papel dos sistemas de gestão da aprendizagem na Europa, Colecção Formação a Distância e e-learning, INOFOR, Pinto, P. A., A Internet no Ensino: dois anos de experiência, III Encontro de Docentes de Horticultura do Ensino Superior. Estratégias para o Ensino da Horticultura. Escola Superior Agrária de Ponte de Lima. Refóios do Lima. 14 de Setembro de 2001.