Débora Dutra. Uma Arquitetura de Biblioteca Digital de Aulas. Baseada no Padrão IEEE LOM

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1 Débora Dutra Uma Arquitetura de Biblioteca Digital de Aulas Baseada no Padrão IEEE LOM Florianópolis SC 2003

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Débora Dutra UMA ARQUITETURA DE BIBLIOTECA DIGITAL DE AULAS BASEADA NO PADRÃO IEEE LOM Dissertação submetida à Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação Prof. Roberto Willrich, Dr Florianópolis, novembro de 2003

3 ii UMA ARQUITETURA DE BIBLIOTECA DIGITAL DE AULAS BASEADA NO PADRÃO IEEE LOM Débora Dutra Esta Dissertação foi julgada adequada para a obtenção do título de Mestre em Ciência da Computação Área de Sistemas de Computação e aprovada em sua forma final pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Prof. Dr. Raul Sidnei Wazlawick Coordenador do Curso Banca Examinadora Prof. Dr. Roberto Willrich (Orientador) Prof. Dr. Mario Dantas Prof. Dr. Rosvelter João Coelho da Costa

4 iii À minha filhinha, Fernanda, que enche os meus olhos e aquece o meu coração.

5 iv Agradecimentos Em especial ao meu orientador, Prof. Roberto Willrich, pela generosidade, atenção e presteza com que conduziu a orientação deste trabalho. Deixo aqui registrado todo o meu respeito e admiração por sua dedicação aos alunos. À minha família e à minha madrinha Adilis, obrigada pelo incentivo. Ás minhas amigas Elisa e Letícia por estarem sempre presentes. Aos meus colegas da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul - UERGS e da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões - URI, e à direção dessas instituições. Á Verinha do Curso de Pós-graduação em Ciência da Computação (CPGCC) da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC. E a todas as demais pessoas que, de diversas formas, me incentivaram.

6 v SUMÁRIO CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO Justificativa Objetivos Estrutura da Dissertação... 3 CAPÍTULO 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA (EAD) A Evolução da EAD Características e Definição de EAD Modalidades de Comunicação para Distribuição de Conteúdo Modalidade de comunicação assíncrona Modalidade de comunicação síncrona Meios de Distribuição de Conteúdo Impressos Áudio Vídeo Dados Modelos de EAD A sala de aula virtual As mídias educativas A Internet educacional A rede colaborativa O sistema de suporte integral Conclusão CAPÍTULO 3 MODELOS DE METADADOS Padrão IEEE (Learning Objects Metadata - LOM) Categorias e Atributos do LOM O Padrão Dublin Core (DC) Metadados Dublin Core RDF (Resource Description Framework) Componentes do RDF MPEG

7 vi Esquemas de Descrição Multimídia (MDS) Características de áudio e de vídeo e os seus descritores Conclusão CAPÍTULO 4 BIBLIOTECAS DIGITAIS Definição Conceitual de Biblioteca Digital Biblioteca Polimídia, Eletrônica, Digital e Virtual Biblioteca Polimídia Biblioteca Eletrônica Biblioteca Digital Biblioteca Virtual Requisitos de uma Biblioteca Digital Vantagens e Benefícios de uma Biblioteca Digital A Natureza dos Dados da Biblioteca Digital Formas de Pesquisa em Bibliotecas Digitais Busca de Dados Navegação Arquitetura Básica de uma Biblioteca Digital Conclusão CAPÍTULO 5 BIBLIOTECA DIGITAL DE AULAS Visão Geral da Arquitetura da Biblioteca Digital de Aulas Módulo de Edição Interfaces Interface de Indexação de Disciplinas Interface de Indexação de Aulas Interface de Busca Interface de Navegação Interface de Recuperação Interface de Administração Servidor Web Gerenciador da Biblioteca (GB) Repositório de Metadados Servidores de Vídeo... 62

8 vii 5.8 Definição dos metadados associados às disciplinas Categoria Genérica Categoria Ciclo de Vida Categoria Capítulo Categoria Seção Categoria Subseção Definição dos metadados associados às aulas Categoria Geral Categoria Ciclo de Vida Categoria Técnica Categoria Educacional Categoria Direitos Categoria Relação Categoria Decomposição Temporal (baseada no MPEG-7) Reutilização de material Exemplo Ilustrativo Indexação da Disciplina Indexação da Aula Representação das interfaces da BDAulas Conclusão CAPÍTULO 6 CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO

9 viii TABELAS Tabela Evolução da EAD (Chaves, 1999)... 6 Tabela Gerações da Educação a Distância (Loyolla, 2000)... 7 Tabela Tipo de mídia, vantagens e desvantagens (MOTA, 2003) Tabela Conjunto de Elementos Dublin Core Tabela Elementos e qualificadores do conjunto DC Tabela Representação usando tripla para sentença RDF Tabela Características de áudio e de vídeo e seus descritores... 37

10 ix FIGURAS Figura Representação usando grafo para sentença RDF Figura Uso de grafo para sentenças RDF com dois predicados Figura Sentença escrita em sintaxe RDF/XML Figura 3-4- Documento XML completo Figura Resumo do Esquema de Descrição Multimídia, (MPEG-7, 2003) Figura Descrição resumida das características de um vídeo Figura 3-7- Trecho de descrição MPEG-7 usando VideoSegment Figura Arquitetura genérica de uma Biblioteca Digital (BAX, 1997) Figura Arquitetura da Biblioteca Digital de Aulas (BDAulas) Figura Representação do processo de fragmentação do vídeo Figura Processo de recuperação das Aulas (vídeos didáticos) Figura Decomposição temporal de um vídeo Figura Informações para indexar a Disciplina Figura Exemplo 1 do conjunto de interfaces para indexar a disciplina Figura Exemplo 2 do conjunto de interfaces para indexar a disciplina Figura Exemplo 3 do conjunto de interfaces para indexar a disciplina Figura Informações para indexar a Aula Figura Exemplo de interface para indexar a Aula Figura Proposta para página inicial da BDAulas Figura Autenticação do usuário Figura Opções de consulta Figura Resultado de Busca (Aulas) Figura Navegação pelo acervo (Disciplinas) Figura 5-16 Acesso às aulas através de disciplina Figura 5-17 Acesso à Aula (vídeo)... 82

11 x Resumo Várias instituições de ensino já incluem a Educação a Distância (EAD) como mais uma modalidade de ensino e utilizam a videoconferência como recurso de apoio no processo de ensino-aprendizagem. A videoconferência permite a gravação das aulas difundidas através dela e, esse fato, traz consigo uma enorme riqueza de possibilidades, a partir da recuperação dessa informação. Uma Biblioteca Digital é um recurso que pode suprir a necessidade de armazenamento de vídeos digitais, com conteúdo didático, produzidos a partir de aulas ministradas via videoconferência. Esta dissertação propõe uma arquitetura para uma Biblioteca Digital de Aula chamada de BDAulas cujos objetivos são a recuperação e a reutilização do material produzido nas aulas de videoconferência, na forma de vídeos digitais. O estudo realizado nesta pesquisa procurou: identificar os componentes essenciais para o desenvolvimento de uma biblioteca digital de vídeos; apresentar uma arquitetura para a sua implementação; e definir um conjunto de metadados baseados no padrão IEEE LOM (Learning Objects Metadata) que atendessem aos requisitos de indexação, de armazenamento e de recuperação dos vídeos (aulas) dessa biblioteca. Palavras-Chave: Educação a Distância, Biblioteca Digital, Vídeos, IEEE LOM.

12 xi Abstract Several teaching institutions have already included the Education at Distance (EAD) as another teaching modality and use the videoconference as a support resource in the process of teaching-learning. The videoconference allows recording the classes diffused through it and that fact carries a wide richness of possibilities from the recovery of that information. A Digital Library is a resource which can fill the need of digital videos storing, with didactic content, produced from the classes given through videoconference. This paper proposes an architecture for a Digital Library of Class socalled BDAulas whose aims are the recovery and the reuse of the material produced at the videoconference classes, in the form of digital videos. The intentions of this research were: identifying the essential components for the development of a digital library of videos; presenting an architecture for its implementation, and defining a whole of metadata based on the IEEE LOM (Learning Objects Metadata) pattern which met the requirements of indexation, storing and recovering of the videos (classes) of that library. Key words: Education at Distance, Digital Library, Videos, IEEE LOM.

13 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO A Educação a Distância (EAD) vem se consolidando e adquirindo credibilidade na medida em que as instituições passam a conhecer suas características e peculiaridades. A característica básica da educação a distância é o estabelecimento de uma comunicação de dupla via, visto que professor e aluno não se encontram juntos na mesma sala, requisitando assim, meios que possibilitem a comunicação entre ambos (SOARES, 1996). Isso pressupõe um processo educativo sistemático e organizado, que exige não somente a dupla-via de comunicação, como também a instauração de um processo continuado de auto-avaliação. GARCIA (1994) destaca as seguintes características como inerentes à Educação a Distância: separação professor-aluno; utilização de meios técnicos; organização de apoio-tutoria; aprendizagem independente e flexível; comunicação bidirecional; enfoque tecnológico; comunicação massiva; procedimentos industrializados. O notável avanço das ciências da educação e as transformações tecnológicas colocaram à disposição da educação um verdadeiro arsenal de recursos tecnológicos, possibilitando a diminuição das distâncias, através de condições para comunicação mais rápida e segura disponíveis em rede. As tecnologias Web, o correio eletrônico, as listas de discussão, as salas de bate-papo, a videoconferência e a transmissão em tempo real e o vídeo sob demanda são exemplos destas tecnologias. Outro tipo de recurso tecnológico é o conceito de biblioteca digital. Uma biblioteca digital permite classificar, buscar e navegar por uma grande quantidade de informação. Ela pode integrar a informação digital de diferentes meios, através de ferramentas interativas, intuitivas e automáticas Esta integração que a biblioteca digital possibilita faz dela uma importante ferramenta como fonte de conhecimento e também como suporte à aprendizagem.

14 2 1.1 Justificativa Várias instituições oferecem cursos à distância, onde o professor ministra a aula usando recursos de videoconferência, para um ou mais grupos de alunos que encontram-se em outra localidade. Entretanto, a sua instantaneidade (positiva e interativa) abre espaço para a necessidade de se poder recuperar a informação difundida através dela. Em geral, estas aulas não são armazenadas para uso posterior. Nesta situação, os alunos faltantes às aulas não podem assisti-las posteriormente, e também, este material não pode ser utilizado em qualquer outro momento. O armazenamento das aulas contribui de forma substancial para manter a flexibilidade da EAD - como modalidade de ensino - com relação ao tempo, estilo e ritmo de aprendizagem permitindo a recuperação da informação na ocasião desejada. Para o armazenamento de forma estruturada e para permitir um acesso eficiente às informações, os cursos a distâncias deveriam utilizar bibliotecas digitais mantendo todo o material produzido. Esse material se transformaria, então, em um acervo permanente, passível de recuperação e disponível para reuso a qualquer tempo e lugar. 1.2 Objetivos Esta dissertação propõe uma arquitetura de Biblioteca Digital de Aula, chamada de BDAulas, que é um recurso para armazenamento de vídeos digitais com conteúdo didático. A proposta de uma arquitetura para esta biblioteca tem como objetivo contribuir para a recuperação e reuso do material produzido (as aulas na forma de vídeos digitais), mantendo a flexibilidade da educação a distância. O estudo realizado nesta pesquisa visa identificar os componentes essenciais para o desenvolvimento da biblioteca proposta, apresentando uma arquitetura para implementação e definindo metadados que atendam aos requisitos de armazenamento e de recuperação das aulas (vídeos) dessa biblioteca, tratadas como objetos educacionais. Estes metadados são baseados no padrão IEEE LOM (Learning Objects Metadata) (IEEE/LTSC, 2002) e MPEG-7 (MPEG-7, 2003).

15 3 A BDAulas visa armazenar tanto informações sobre disciplinas quanto os vídeos que compõem as aulas ministradas. Na BDAulas, uma determinada disciplina é composta por várias aulas. Essas aulas seriam gravadas, digitalizadas, e seus tópicos, separados de acordo com seu conteúdo programático, formariam um conjunto de vídeos que seriam disponibilizados na biblioteca. Uma vez que estas aulas estejam disponíveis, o aluno pode, por exemplo, recuperar uma aula que não pôde assistir, revisar o conteúdo, pesquisar sobre o tema apresentado e também recuperar conceitos (permitindo a fixação do conteúdo que ele considere importante). O reuso também se torna possível. O professor pode reutilizar grande parte do material produzido e, dessa maneira, atualizar, complementar, ou mesmo substituir um tópico, passa a ser um processo mais fácil, já que em uma nova produção ele pode manusear apenas o tópico em questão. Outro ponto relacionado ao reuso é a possibilidade de uma aula (vídeo) fazer parte de outras aplicações, criadas, inclusive, por outros autores. Os objetivos específicos deste trabalho são os seguintes: Definir os componentes que farão parte da arquitetura e as suas relações; Definir um conjunto de metadados que permita a indexação e recuperação das aulas, atendendo às funcionalidades previstas para a BDAulas; Propor uma abordagem de indexação, em se tratando de vídeo, que permita acessar a um determinado item do vídeo em particular; Propor a forma de relacionamento entre os objetos da biblioteca; 1.3 Estrutura da Dissertação O capítulo dois da dissertação traz uma visão sobre Educação a Distância, apresentando a evolução, características, vantagens, meios de distribuição de conteúdo e modelos de EAD, com o intuito de apresentá-la de forma geral. No capitulo três são apresentados alguns padrões de metadados, buscando a identificação de um padrão que atenda aos objetivos da biblioteca proposta nessa dissertação. Em seguida, o capítulo

16 4 quatro apresenta um estudo sobre bibliotecas digitais, desde conceituação, etapas de desenvolvimento, tipos de dados, até a apresentação de uma arquitetura genérica, contextualizando o papel da biblioteca digital na EAD e procurando conhecer e firmar os conceitos importantes no processo de construção e de implantação de uma biblioteca digital. Na seqüência, o capítulo cinco apresenta a arquitetura proposta para a Biblioteca Digital de Aulas (BDAulas). Finalmente, o capítulo seis aborda as conclusões do trabalho.

17 CAPÍTULO 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA (EAD) A Educação a Distância (EAD) mostra-se como uma das alternativas ao ensino convencional ao possibilitar a auto-aprendizagem, com a mediação de recursos didáticos sistematicamente organizados, apresentados em diferentes suportes de informação, utilizados isoladamente ou combinados, e veiculados pelos diversos meios de comunicação" (LDB, 1998). A utilização de tecnologias de comunicação e de informação incorporadas à Educação a Distância tem influenciado de forma significativa essa modalidade de educação ampliando as suas possibilidades e o seu alcance, quer seja no acesso a cursos de formação e cursos de qualificação, ou como um meio no processo de formação continuada. Este capítulo destina-se a apresentar a Educação a Distância de uma maneira abrangente desde a sua conceituação e caracterização, passando pela sua evolução e dando um panorama geral sobre as ferramentas que as tecnologias de informação e comunicação colocam a disposição desta modalidade de ensino. 2.1 A Evolução da EAD O processo de desenvolvimento da Educação a Distância, desde a época de seu surgimento, vem fazendo uso das mais variadas ferramentas pedagógicas possíveis, considerando fatores como: as características da escola e dos professores; o tipo de curso ministrado; a distribuição geográfica entre escola e alunos e, principalmente, a tecnologia disponível e a relação custo/benefício para o uso da mesma. (SÁ, 2000). O afastamento físico geográfico e/ou temporal entre professores e alunos, no processo educativo da EAD, pressupõe que o processo de comunicação que induz à aprendizagem faça uso de um conjunto de recursos tecnológicos que suplantam a apresentação verbal. Esses meios incluem os materiais impressos, os produtos de

18 6 áudio e de vídeo, as transmissões radiofônicas e televisivas, além de uma ampla quantidade de recursos que a informática e as telecomunicações podem oferecer, e nas quais se destaca a Internet. Cada um desses meios material impresso, rádio, televisão e, mais recentemente, o computador como meio de comunicação deu uma nova dinâmica à educação a distância e introduziu novos elementos à modalidade. A evolução da educação a distância relacionada aos diferentes tipos de mídias é apresentada, de forma reduzida, na Tabela 2.1. Tabela Evolução da EAD (Chaves, 1999) Tecnologia Época Relação mídia e EAD Teve grande relevância na difusão do ensino a distância, podendo ser considerada a tecnologia mais importante para tal antes do Imprensa Século aparecimento de modernas tecnologias. Sua importância se deu XV principalmente pelo maior poder de reprodução dos textos em relação às cartas, sendo então o primeiro modo de ensino a distância em massa. Rádio Anos 20 Através do rádio foi possível que as informações (em áudio) fossem levadas à localidades remotas, podendo, assim, transmitir a parte sonora de uma sala de aula. Televisão Anos 40 Possibilitou a transmissão de sons e imagens, o que permite o acréscimo visual de informações para o ensino a distância. Dessa forma, passou a ser possível transmitir remotamente os componentes audiovisuais de uma sala de aula. Computador Permitem o envio de texto, imagens e sons para qualquer parte do planeta. Além disso, possibilita que as informações fiquem disponíveis por tempo indeterminado, permitindo, assim, que uma + pessoa tenha acesso à informação no momento que desejar. Ou seja, é Anos 90 Telecomunicações possível um acesso não linear, assíncrono ou síncrono, e interativo das informações. Dessa forma, o computador, juntamente com os avanços tecnológicos das telecomunicações, ampliou as possibilidades da educação a distância. Para LOYOLLA (2000), a evolução da Educação a Distância pode ser dividida em três fases cronológicas, ou gerações, considerando a tecnologia de transmissão de informação adotada (Tabela 2.2).

19 7 Tabela Gerações da Educação a Distância (Loyolla, 2000) Geração Período Descrição Geração Textual Até a década de 1960 Baseou-se no auto-aprendizado com suporte apenas em textos impressos (estudo por correspondência). Geração Analógica Entre as décadas de 1960 e de 1980 Baseou-se no auto-aprendizado com suporte em textos impressos complementados com recursos tecnológicos de multimídia, tais como gravações de vídeo e áudio (surgem as primeiras Universidades Abertas). Geração Digital Atual Baseia-se no auto-aprendizado com suporte em recursos tecnológicos (Internet). E pode ser caracterizada pelos seguintes fatores: - A eficiência e o baixo custo dos modernos sistemas de telecomunicação digital e via satélite; - A alta interatividade e o baixo custo dos modernos computadores pessoais; - A amplitude e o custo acessível das redes computacionais locais e remotas, tais como as Intranets e a Internet. A expansão das redes de computadores e o desenvolvimento da infra-estrutura de comunicação possibilitaram o uso de outras tecnologias para a realização de educação a distância, aumentando a acesso dos alunos à informação e aumentando também a sua autonomia na busca por essas informações. Esses fatores propiciam a preservação do ritmo e do estilo de aprendizagem de cada aluno. 2.2 Características e Definição de EAD A EAD introduziu novos elementos interessantes ao processo pedagógico. São eles (MATTOS, 2001): a inversão no controle do tempo do professor, que muitas vezes controla o ritmo e a duração dos períodos de reflexão e debate, para o aluno, que passa a determinar seu próprio ritmo e os momentos em que deseja aprender sistematicamente.

20 8 incremento da responsabilidade do aluno: não é possível desenvolver EAD sem que o aluno se perceba responsável pelo próprio aprendizado. Enquanto no ensino dito presencial esta responsabilidade pode ficar mascarada por uma atuação mais dominadora do professor, na educação a distância isto é simplesmente mais difícil: não há um professor, o tempo todo, exigindo atitude do aluno. desenvolvimento de novas modalidades de comunicação entre as pessoas. Quando ocorre à distância, os contatos assumem códigos e discursos diferentes daqueles presenciais, enfeixando todo um universo de possibilidades. A distância, que possibilita o contato, ainda que não físico, com pessoas separadas em milhares de quilômetros, trocando idéias e realizando projetos. A variação que o aluno experimenta no espaço, no tempo e até nas roupas. A aprendizagem ocorre em diversos lugares e nos mais diferentes horários. Em CARNEIRO (2003), são apresentados uma série de aspectos que caracterizam a educação a distância, segundo vários autores (GARCIA ARETIO, 2001; NUNES, 1991; PETERS, 2000), são eles: separação espacial (geográfica) e temporal (possibilidades de encontros não simultâneos) entre professor e aluno, que impede o contato face a face, condição essencial do ensino presencial; acoplamento a artefatos tecnológicos de comunicação, como materiais impressos, áudio, vídeo, troca de mensagens (por telefone, fax, correio, correio eletrônico, videoconferência, etc.) que eliminam ou reduzem significativamente os obstáculos geográficos, econômicos, familiares e outros que possam dificultar o acesso do aluno à educação; aprendizagem independente e flexível: os sistemas de EAD não se prendem à acumulação de conhecimentos, mas sim à capacidade do estudante em

21 9 aprender a aprender e aprender a fazer, porém de forma flexível, forjando sua autonomia em relação ao espaço, tempo, estilo, ritmo e método de aprendizagem, ao permitir a tomada de consciência de suas próprias capacidades e possibilidades para sua auto-formação; previsão de um novo modelo de comunicação, onde os estudantes beneficiam-se de um diálogo e da possibilidade de sair da posição de mero ouvinte receptor para assumir o papel de questionador e debatedor; influência da organização educacional (planejamento e sistematização), necessária para apoio ao estudante; comunicação massiva graças aos modernos meios de comunicação e às tecnologias da informação, eliminando as fronteiras espaço-temporais e permitindo o aproveitamento das mensagens educativas por grande número de estudantes dispersos geograficamente; procedimentos industriais: o nível de industrialização (aplicação de procedimentos para a racionalização do processo, a divisão do trabalho e a produção em massa) tem uma relação direta com o número de estudantes a serem atendidos, já que a EAD exige sempre um maior grau de planejamento que o ensino presencial; participação em coletivos de aprendizagem: os participantes não trabalham mais sozinhos, mas apóiam-se uns aos outros, construindo verdadeiras comunidades de aprendizagem; intensificação do diálogo professor/alunos e alunos/alunos. Através da reunião desses aspectos, GARCIA ARETIO (2001) define Educação a Distância como um sistema tecnológico de comunicação bidirecional (multidirecional) que pode ser massivo, baseado na ação sistemática e conjunta de recursos didáticos e com o apoio de uma organização e tutoria que, separados fisicamente dos estudantes, propiciam a eles uma aprendizagem independente (cooperativa).

22 Modalidades de Comunicação para Distribuição de Conteúdo Os sistemas de distribuição de conteúdo da Educação a Distância (EAD) podem ser classificados em duas modalidades de comunicação: assíncrona e síncrona Modalidade de comunicação assíncrona Um processo de comunicação é assíncrono quando a mensagem emitida é recebida e respondida em momento diferente daquele na qual foi emitida. Essa modalidade não requer a participação simultânea das pessoas envolvidas no processo, permitindo que o aluno tenha seu próprio ritmo de aprendizagem e que ele obtenha os conteúdos de acordo com a sua programação. As formas de comunicação assíncrona incluem as listas de discussão, correio eletrônico, CD-ROM, rádio, tape de áudio, apresentação de vídeos, cursos por correspondência e cursos via Web. As vantagens da distribuição assíncrona incluem a escolha do estudante quanto ao lugar e ao tempo. Isso permite o acesso a informações, tais como: exercícios, textos, debates, no momento que lhe seja mais eficaz e conveniente. Além disso, possibilita o acesso à educação de alunos que, por vários motivos, não poderiam participar de um curso presencial. Em contrapartida, uma desvantagem que deve ser considerada é o uso excessivo da linguagem escrita Modalidade de comunicação síncrona A comunicação síncrona é aquela na qual as mensagens emitidas são imediatamente recebidas e respondidas. A EAD síncrona requer a participação simultânea de todos os envolvidos alunos e professores, e tem como vantagem o fato de a interação ser realizada em tempo real. Ela pode ser realizada, por exemplo, através de TV interativa, de teleconferência, de videoconferência e dos bate-papos da Internet. 2.4 Meios de Distribuição de Conteúdo As tecnologias disponíveis para distribuição de material para Educação a Distância são classificadas em quatro grupos: impressos, áudio, vídeo e dados.

23 Impressos O impresso é considerado um elemento fundamental dos programas de EAD e inclui livros-texto, guias de estudo, manuais de instrução, ementa do curso e estudos de caso. Ele apresenta várias vantagens, entre elas, a facilidade de uso (o material pode ser usado a qualquer momento e a qualquer hora sem a necessidade de recursos complementares); a transparência de conteúdo (o meio não compete com o conteúdo no que diz respeito a manter a atenção do estudante); o controle do material é feito pelo estudante (ele pode focar nas áreas que exigem maior atenção); a facilidade em ser editado e revisado; o custo (tanto para produção quanto para duplicação); o foco do autor do material é no conteúdo principal e não nas exigências técnicas do sistema de distribuição. Mas, assim como apresenta vantagens, esse sistema também possui limitações: visão restrita da realidade (mesmo utilizando ilustrações ou seqüências de fotos é impossível mostrar adequadamente o movimento); passividade e auto-direção (para que um curso baseado em impressos tenha sucesso é necessário que o estudante trabalhe sua motivação e que o projeto de ensino desse curso busque estimulá-lo); pouco feedback e interação; e, finalmente, a dependência da habilidade do estudante para a leitura Áudio As ferramentas de áudio são tão utilizadas por programas de EAD, quanto os impressos. Contudo, em vez de ler o conteúdo, o estudante o escuta. As ferramentas de áudio incluem o rádio, as fitas e os CDs de áudio, áudio sob demanda (áudios previamente gravados e armazenados em um servidor) e são classificadas como passivas. Incluem ainda as tecnologias interativas do telefone e da audioconferência (conferência que usa apenas áudio) Vídeo No grupo das ferramentas de vídeo estão inseridas imagens estáticas, tais como: slides, filmes, fitas de vídeo, DVD e TV; e as imagens em tempo real em combinação com a audioconferência a chamada videoconferência. Este grupo inclui,

24 12 também, o vídeo sob demanda (vídeos previamente gravados e armazenados em um servidor). Os sistemas de videoconferência possibilitam a comunicação entre grupos de pessoas independentemente de suas localizações geográficas, através de áudio e vídeo simultaneamente. Esses sistemas permitem, muitas vezes, que se trabalhe de forma cooperativa, e se compartilhe informações e materiais de trabalho sem a necessidade de locomoção geográfica. Tendo como objetivo prover uma nova forma de comunicação entre pessoas dispersas geograficamente e ocupadas o suficiente para não poderem realizar encontros pessoais freqüentemente, ela é adequada especialmente para grupos de trabalho que encontram dificuldades para realizarem encontros pessoais. A videoconferência possibilita, além das mídias de áudio e vídeo envolvidas, a utilização de ferramentas de compartilhamento. Essas ferramentas permitem aos participantes compartilhar, por exemplo, imagens ou documentos. O compartilhamento acontece através da visualização e também pela possibilidade de alteração, pelos integrantes da sessão em tempo real, dessas imagens ou documentos. (RNP, 2003) Os sistemas de videoconferência são muito úteis para o ensino a distância, ao se ministrar aulas e palestras para escolas em locais remotos. No meio educacional, escolas, bibliotecas e universidades procuram fazer uso da videoconferência como uma ferramenta de apoio em seus projetos de ensino e aprendizagem a distância. O compartilhamento de recursos com comunidades distantes; a realização de experiências virtuais, quando as reais não são possíveis; a possibilidade de trazer aos alunos as opiniões de importantes especialistas através de palestras; a aplicação de atividades conjuntas, como debates e exercícios em grupo, e a perspectiva de trazer uma variedade de formas novas de aprendizagem, com diversas mídias, são apenas algumas das vantagens trazidas pelo uso da videoconferência na educação a distância (LEOPOLDINO e MOREIRA, 2001).

25 Dados Uma vez que os computadores enviam e recebem informação na forma digital, o termo dados é utilizado nesta ampla categoria de ferramentas. As aplicações de computador utilizadas na educação a distância e treinamento digital são variadas e incluem (LIMA, 1999): Instrução assistida por computador (CAI) - o computador é usado como uma máquina de apresentação de lições individuais. O aluno usa o computador como uma ferramenta de apoio; instrução gerenciada por computador (IGC) - o computador é usado para organizar a instrução e registar os progressos do alunos. A educação em si não necessita ser distribuída por computador (normalmente a IAC é combinada com a IGC); educação mediada por computador (EDMC) - ao computador estão associadas aplicações que permitem a difusão da instrução, como o correio eletrônico, fax, videoconferência digital e o uso de aplicações WWW (Word Wide Web). Neste grupo, salienta-se a educação /instrução baseada na Internet (WBE ou IBW). Ambientes para educação baseada na WEB Uma das maiores evoluções que ocorreram na educação a distância foi a possibilidade de utilização da Internet como ferramenta para facilitar e difundir o ensino e a aprendizagem. A educação baseada na Web utiliza-se da Internet para difundir conteúdos com recursos didáticos previamente organizados, bem como para criar interatividade entre alunos e orientadores. Possibilitando, assim, a construção de conhecimentos bastante amplos, disponibilizando conteúdos, para alunos em qualquer parte do mundo, de maneira muito mais rápida do que os métodos tradicionais de ensino. Atualmente existe uma grande quantidade de tecnologias para Educação Baseada na Web compostas por um conjunto de ferramentas, ou componentes, para

26 14 desenvolver cursos interativos. Essas tecnologias criam ambientes onde os professores e alunos interagem, recebem e enviam informações, assistem às aulas, e ampliam seu conhecimento. Existem diversos ferramentas para EAD na Web, como Topclass (TOPCLASS, 2003), Virtual-U (Virtual-U, 2003), WebCT (WEBCT, 2001), Aulanet (Lucena, 1999), Eureka (EBERSPÄCHER, 1999) e TelEduc (TELEDUC, 2002). A Tabela 2.3 apresenta uma síntese com alguns meios de distribuição, suas vantagens e desvantagens. Tabela Tipo de mídia, vantagens e desvantagens (MOTA, 2003) Meio Vantagens Desvantagens Material impresso de voz Fita cassete Audioconferência Bate-papo online Páginas Web Fitas de vídeo Teleconferência por Satélite Videoconferência por rádio (microondas) TV a cabo/ Broadcast Baixo custo, portável, bom nível de conforto, disponível para leitura. Baixo custo, facilidade de uso, alguma interação. Baixíssimo custo, facilmente acessível, facilmente duplicável. Baixo custo, facilmente acessível. Baixíssimo custo, flexível, permite interatividade e conveniência. Interação em tempo real, feedback instantâneo. Pode incorporar multimídia, acesso mundial, interatividade. Baixo custo, facilmente acessível, facilmente duplicável, elementos audiovisuais incorporados. Altíssimo nível de realismo, pode ser interativa. Altíssimo nível de realismo, pode ser interativa, relativamente barato. Fácil de usar, facilmente acessível, pode ser gravado para uso futuro. Sem interatividade, nível sensorial limitado, requer interpretação. Limitação tecnológica no tamanho, sem efeitos visuais, pode ter custos adicionais. Sem interação, sem efeitos visuais. Sem interação, sem efeitos visuais. Requer o uso de computador, incompatibilidade entre programas de . Requer programa de bate-papo similar, precisa ser agendado, requer o uso de computador. Requer o uso de computador, requer acesso WEB de boa qualidade /velocidade. Complexidade de gravação, sem interatividade, requer o uso de videocassete e TV/Projetor. Alto custo dos equipamentos, precisa ser agendada, usualmente one-way. Precisa ser agendada, cobertura limitada. Alto custo de produção, requer equipamento especial, sem interação. O tipo de tecnologia usada tem um papel importante, mas não deve ser o foco de um programa de educação a distância. Neste tipo de programa é necessário focalizar os resultados pretendidos e obtidos por aqueles que aspiram adquirir novas

27 15 competências. Toda a atenção deve ser concentrada em razão dos conteúdos e das restrições impostas pelo fato de não haver um contato presencial entre o aluno e o professor. Este fator leva muitas vezes à adoção de soluções mistas, ou seja, de soluções integradas e específicas para cada caso. Abaixo são listados alguns exemplos: uso de meios impressos para fornecer o conteúdo na forma de manuais, textos de apoio e planificações; uso de áudio interativo ou videoconferência para suprir a falta de contato físico (também pode ser utilizado como meio de apresentar convidados e oradores a uma platéia a um custo reduzido em relação a quanto poderia custar uma conferência ou seminário); uso do vídeo poderá servir como meio de divulgação de palestras, aulas ou documentários orientados, previamente gravados; a conferência por computador, quer utilizando correio eletrônico por listas de distribuição, quer ainda utilizando serviços de diálogo e de conferência (tais como os servidores de IRC), poderá ser o meio utilizado na troca de mensagens, divulgação da evolução, das experiências e das dificuldades sentidas, permitindo, também, a interação entre alunos e entre aluno(s) e professor(es). Se houver largura de banda poderá ser também utilizada para a realização de videoconferência. 2.5 Modelos de EAD NETO (2002) classifica as formas mais difundidas de EAD como modelos, a partir da proposta do professor Gilbert Paquette (1998). Os modelos propostos são cinco, e são apresentados sob a perspectiva do grau de interatividade entre os agentes e das mídias utilizadas. São eles: a sala de aula virtual, as mídias educacionais, a Internet educativa, a rede colaborativa e o sistema de suporte integral.

28 A sala de aula virtual A sala de aula virtual é a forma tomada pela escola sem paredes. Os alunos e o professor estão separados espacialmente, porém não temporalmente. A forma de comunicação é síncrona, com utilização de recursos tecnológicos voltados principalmente para a transmissão de imagem e som do local onde se encontra o professor para os locais onde se encontram os alunos (videoconferência). Os recursos que podem ser também utilizados pelo professor são recursos multimídia, tais como scanner, câmera documental, videocassete, computador com software de apresentação e outros. Essa riqueza de estímulos não gera, necessariamente, aulas mais participativas ou mais interação entre professores e alunos. Em primeiro lugar porque mídias, como a televisão, não são em si meios que incentivem e permitam a interatividade. No entanto, mesmo com a utilização de meios potencialmente mais interativos, como a videoconferência, as trocas comunicativas podem permanecer restritas, dependendo muito da condução da aula pelo professor As mídias educativas Proveniente dos tempos dos cursos por correspondência é o mais conhecido modelo de educação a distância. Alunos e professores estão separados no tempo e no espaço. As formas assíncronas constituem o padrão comunicativo central desse modelo. Por meio de um suporte físico, a aula chega até o aluno - seja uma carta, uma apostila, uma fita de áudio ou de vídeo, um CD-ROM, ou outro qualquer outro meio. A interatividade é limitada ao que o próprio material permite. O contato humano, quando ofertado, é normalmente realizado por intermédio de outras mídias, como carta, telefone direto, linhas 0-800, fax, . CD-ROMs, disquetes, videocassetes e textos impressos são as mídias mais empregadas neste modelo A Internet educacional A Internet educacional é uma forma cada vez mais difundida de educação a distância. Modelo baseado na estação de trabalho do aluno, ligada à grande rede, ele

29 17 engloba a oferta de cursos pela Internet, de diversos níveis e sobre os mais variados assuntos. O aluno constrói o seu currículo, matriculando-se nos cursos on-line aos quais tiver acesso, pesquisando, navegando, aprendendo na medida do seu esforço e dedicação. Tutoria ou orientação à distância é ofertada em certas ocasiões, geralmente de forma assíncrona. O aluno consulta listas de FAQs, e comunica-se com o tutor e/ou colegas usando geralmente o correio eletrônico. Como benefícios maiores desse modelo, podemos relacionar: distribuição fácil, rápida, abrangente, comparativamente barata; linguagem multimidiática, com múltiplos estímulos (havendo largura de banda disponível); possibilidade de graus maiores de interação do que nas mídias educativas clássicas; acesso ampliado à informação A rede colaborativa Este modelo busca formas mais interativas e cooperadas, nas quais alunos e professores estejam engajados em tarefas comuns, mesmo que separados no espaço e, em muitos casos, também temporalmente. A aprendizagem colaborativa é a base sobre a qual são propostas as tarefas, desafios e problemas a superar. Um ambiente interativo fornece as ferramentas e recursos necessários para que alunos e professores colaborem, somem forças e realizem as ações propostas. Os recursos são as redes locais ou a própria Internet, que servem de meio para as trocas comunicativas entre os agentes da aprendizagem. Textos, imagens e materiais multimídia podem ser utilizados como suporte para os conteúdos, mas o modelo privilegia mais a interação e a colaboração do que o auto-ensino centrado em cursos prontos.

30 18 Ambientes como WebCT (WEBCT, 2001), Blackboard (BLACKBOARD, 2003), AulaNet (AULANET, 2003) e Eureka (EUREKA, 2003) são exemplos de recursos desse modelo, desde que os professores não utilizem esses recursos para mandar recados para seus alunos (mural digital), para "passar" tarefas e para receber trabalhos pela rede (escaninho eletrônico). A interação, colaboração e cooperação que o modelo permite devem ser exploradas O sistema de suporte integral Proposto pela TéléUniversité de Québec (PAQUETTE, 1998), este modelo leva ao limite a idéia de que o responsável pela aprendizagem é o próprio aluno, e que, para que ele possa obter os melhores resultados de que é capaz, deve contar com um sistema de apoio integral e permanente. A equipe de professores, tutores e instrutores devem observar o procedimento e as atividades executadas pelos alunos, e cabe a eles a tarefas de trazer informações, indicar caminhos, oferecer apoio, motivar indivíduos e grupos, incentivar a colaboração e a participação, sempre visando o melhor rendimento possível na medida das capacidades e das condições de cada aluno, assim como da interação do, e entre o, grupo. Além disso, os alunos devem ter acesso a todos os recursos e suporte de que necessitam, quando for o momento certo (just-in-time), da maneira mais adequada à maneira e ritmo de aprendizagem e aos interesses de cada um (just-for-me) e do grupo (just-for-all). À instituição cabe conceber e disponibilizar a estrutura de suporte integral de modo a atender estas três necessidades. 2.6 Conclusão NUNES (1994) coloca a educação a distância como um recurso de incalculável importância - um modo apropriado para atender a grandes contingentes de alunos de forma mais efetiva que outras modalidades, e sem riscos de reduzir a qualidade dos serviços oferecidos em decorrência da ampliação da clientela atendida.

31 19 Ao educador compete selecionar as soluções colocadas ao seu dispor pelas muitas tecnologias, de forma a completar as necessidades dos alunos de uma forma eficaz e economicamente viável. Todos os programas de educação a distância deverão ser cuidadosamente planejados e orientados para a compreensão e satisfação das necessidades do aluno. Só então é que a tecnologia deve ser selecionada. É sabido que a educação a distância não é obra do acaso: é fruto de uma evolução de trabalho dedicado, do esforço de indivíduos e organizações que, ao longo dos anos, foram refinando os processos utilizados (LIMA, 1999). O objetivo desta dissertação é propor uma arquitetura de Biblioteca Digital de Aulas (coleção de vídeos didáticos), com o intuito de reunir informações que possam fazer parte da construção do conhecimento e que permitirá a recuperação e a reusabilidade do material digitalizado e armazenado, podendo contribuir, dessa maneira, para manter a flexibilidade da EAD. Um dos requisitos importantes desta arquitetura é a definição de metadados associados aos vídeos e disciplinas. No próximo capítulo serão apresentados alguns padrões de metadados.

32 CAPÍTULO 3 MODELOS DE METADADOS Metadados são definidos como informações sobre informação, são dados que descrevem dados mais complexos (W3C, 1998). Um registro de metadado consiste em um conjunto de atributos, ou elementos, necessário para descrever o recurso em questão. Embora o conceito de metadado anteceda a Internet e a Web, mundialmente o interesse por padrões de metadados e suas aplicações explodiram com o aumento de publicações eletrônicas e de bibliotecas digitais, e com a concomitante "sobrecarga de informações", resultando em uma vasta quantidade de dados digitais não diferenciados, disponível on-line (DCMI, 2001). O uso de padrões para definir e catalogar metadados torna a busca por esses recursos mais precisa, a sua administração mais simples e o seu compartilhamento mais eficiente, sendo um meio que pode ajudar a resolver as dificuldades que envolvem a pesquisa, o gerenciamento e a reusabilidade desses objetos. Esse conjunto de benefícios motivou o surgimento de vários padrões de metadados, alguns direcionados a um domínio específico do conhecimento e outros pretendendo ter uma forma neutra, sem descrever uma área de aplicação particular. São exemplos de padrões de metadados o Dublin Core (DCMI, 2003), RFC (W3C, 1999), LOM (IEEE/LTSC, 2002) e MPEG-7 (MPEG-7, 2003). No contexto de bibliotecas digitais, a aplicabilidade de padrões de metadados tem sido útil na catalogação dos objetos e tem se mostrado eficiente na elaboração e obtenção dos resultados de uma consulta e, principalmente, garantindo a interoperabilidade entre bibliotecas digitais. O objetivo deste capítulo é apresentar alguns padrões de metadados com o propósito de conhecer suas características principais e de maior relevância. Possibilitando, desta forma, a escolha do padrão que mais se adequará aos requisitos definidos para a biblioteca digital de aula, a quem se dirige esta pesquisa.

33 Padrão IEEE (Learning Objects Metadata - LOM) Desenvolvido pelo IEEE LTSC Working Group (IEEE/LTSC, 2002), o esquema LOM é uma das abordagens de metadados mais promissora atualmente para descrever recursos educacionais. Para este padrão, um objeto educacional é definido como qualquer entidade-digital ou não digital que pode ser usado para aprender, educar ou treinar. Os metadados que descrevem estes objetos são definidos em termos de propriedades e valores. Cada objeto possui um conjunto de propriedades a ele relacionadas, como: título, data de criação, etc. Uma instância específica deste objeto possui valores para cada propriedade. A fim de padronizar as propriedades que descrevem cada objeto educacional, promovendo desta forma um amplo intercâmbio dos mesmos, as especificações definem esquemas (schemes). Os esquemas são estruturas hierárquicas que determinam quais são as propriedades associadas a um objeto educacional, especificando, para cada uma, o seu tipo, domínio e obrigatoriedade. O padrão do IEEE é montado sobre um esquema bastante genérico, denominado esquema básico, cujo princípio é reunir os principais elementos comuns entre os objetos educacionais. O esquema LOM tem várias características: 1) permite a diversidade lingüística dos objetos educacionais e das instâncias de metadados que os descrevem; 2) separação do modelo semântico e suas ligações; 3) descrição consistente assegurada pelos vocabulários indicados de alguns elementos do metadado; 4) mecanismo de extensão adaptável para localização (SHEN, 2002). O padrão não define como um sistema tecnológico de aprendizagem representa ou usa os metadados para um objeto educacional. Por exemplo, não diz que a representação desses metadados deve ser feita em XML ou em qualquer outra linguagem. A finalidade deste padrão é facilitar a busca, a avaliação, a aquisição e o uso de objetos educacionais, por alunos, instrutores ou processos de software automatizados.

34 22 Outro objetivo é facilitar o compartilhamento, a troca e a reusabilidade dos objetos educacionais Categorias e Atributos do LOM A norma especifica 9 (nove) categorias, que agrupam vários atributos, para a descrição de um objeto educacional. Cada uma delas é relativamente independente e caracteriza o recurso através de um aspecto distinto. Uma estrutura de metadados pode não conter todos os atributos e estar em conformidade com a norma, já que a utilização de atributos é opcional (IEEE/LTSC, 2002). As categorias que fazem parte do esquema básico LOMv1.0 são apresentadas a seguir. Geral - agrupa a informação geral que descreve o objeto educacional como um todo. Os metadados desta categoria são os seguintes: Identifier, Title, Catalog Entry, Catalog, Entry, Language, Description, Keywords, Coverage, Structure, e Aggregation level. Ciclo de vida - agrupa as características relacionadas à história e ao estado corrente deste objeto educacional e como este objeto foi afetado durante sua evolução. Os metadados desta categoria são: Version, Status, Contribute, Role, Entity, Date. Meta-metadado - agrupa informações sobre a própria instância do metadado (em lugar do objeto educacional que a instância do metadado descreve). Seus metadados são: Identifier, Catalog, Catalog, Entry, Contribute, Role, EntitytDate, Metadata Squema, Language. Técnica - agrupa as exigências e características técnicas do objeto educacional. Os metadados desta categoria são os seguintes: Format, Size, Location, Requirements, Type, Name, Minimum Version, Maximum version, Instalattion Remarks, Other Plataform requirements, Duration. Educacional - agrupa as características educacionais e pedagógicas do objeto educacional. O conjunto de seus metadados é formado por: Interactivity Type, Learning Resource Type, Interactivity level, Semantic density,

35 23 Intended End User Role, Context, Typical Age Range, Difficulty, Typical Learning Time, Description, Language. Direitos - agrupa os direitos de propriedade intelectual e condições de uso para o objeto educacional. Os metadados desta categoria são: Cost, Copyright and others restrictions, Description. Relação - agrupa características que definem a relação entre o objeto educacional e outros objetos educacionais correlacionados. Seus metadados são: Kind, Resource, Identifier, Description, Catalog Entry. Anotação - provê comentários do uso educacional do objeto educacional e provê informação de quando e por quem foram criados os comentários. Os metadados desta categoria são: Person, Description, Date. Classificação - descreve este objeto educacional em relação a um sistema particular de classificação. O conjunto de seus metadados é formado por: Purpose, Taxon Path, Source, Taxon, Id, Entry, Description, Keywords. 3.2 O Padrão Dublin Core (DC) A Dublin Core Metadata Initiative (DCMI, 2003) é uma organização dedicada a promover a adoção comum de padrões de metadado interoperáveis e promover o desenvolvimento de vocabulários especializados de metadados para descrever recursos que possibilitem sistemas de descoberta de recurso mais inteligentes. O padrão de metadados Dublin Core pode ser definido como sendo um conjunto de elementos de metadados planejado para facilitar a descrição de recursos eletrônicos. É a catalogação do dado ou descrição do recurso eletrônico. Originalmente concebido para descrição de autoria de recursos da Web, chamou a atenção de comunidades de descrição de recurso formais, como museus, bibliotecas, agências de governo e organizações comerciais. O padrão Dublin Core inclui quinze elementos, cuja semântica foi estabelecida por consenso por um grupo internacional multidisciplinar.