Aprendizagem de algoritmos Numéricos na Web usando PHP

Transcrição

1 Aprendizagem de algoritmos Numéricos Maria Angelica de Oliveira Camargo Brunetto Rafael Arabori Departamento de Computação UEL

2 Sumário Como tudo começou Arquitetura do AnaWeb Conhecendo o Anaweb como aprendiz Conhecendo o Anaweb como professor Conhecendo o Anaweb como programador Uma breve demonstração Comentários finais

3 Como tudo começou... Quadro negro, quadro branco, transparência, projetor multimidia > tédio Como aprender a sistemática de resolução de métodos numéricos?

4 Alternativas Tecnológicas Multimídia Imagens, filmes Internet Web Páginas Estáticas x Páginas Dinâmicas Sistemas de Computação Matemática Funções de biblioteca x recursos de programação

5 Páginas web estáticas

6 Páginas Web Dinâmicas

7 Sistemas de Computação Matemática Scilab Maple

8 Como motivar alunos e professores Um ambiente para apresentar dinamicamente na web o funcionamento dos métodos numéricos (e algumas facilidades de manipulação algébrica) de forma motivadora Algo diferente de uma caixa preta

9 Saída Entrada

10 As dúvidas... Qual ambiente de programação seria mais apropriado...

11 As estratégias Grupos de alunos estudando diferentes alternativas Problema básico: Resolver um sistema de equações lineares e apresentar explicações passo a passo. Solução mais rápida: Usando PHP

12 Primeiros Experimentos Aluno digita problema que deseja ser resolvido Problema: pode não saber por onde começar, passar um problema fora de contexto... Alternativa 1: apresentar alguns exemplos prontos (muito restrito) Alternativa 2: Incluir a figura do professor como um novo tipo de usuário que cria seus próprios exemplos. Tecnologia XML para armazenar um conjunto de problemas exemplo

13 Busca do equilíbrio Exemplos estáticos podem ser restritos Deixar para o aluno criar seus exemplos pode deixá lo perdido Solução proposta: Sistema disponibiliza exemplos e permite que o aluno introduza seus próprios exemplos ou modifique os exemplos existentes

14 Integração com sistemas de Computação Matemática Sistemas de Computação Matemática como Maple e Scilab auxiliam no desenvolvimento de programas para resolução de métodos numéricos Primeira Solução: Usando API JAVAMATH integração com Maple

15 Algumas funcionalidades em background Exibição do algoritmo Desabilitada (era estática) Autoria de problemas exemplo por arquivos texto (busca por um padrão de intercâmbio) Correção semi automática de programas dos alunos analisando dados de entrada/saída

16 Sumário Como tudo começou Arquitetura do AnaWeb Conhecendo o Anaweb como aprendiz Conhecendo o Anaweb como professor Conhecendo o Anaweb como programador Uma breve demonstração Comentários finais

17 Arquitetura do Sistema AnaWeb

18 Sumário Como tudo começou Arquitetura do AnaWeb Conhecendo o Anaweb como aprendiz Conhecendo o Anaweb como professor Conhecendo o Anaweb como programador Uma breve demonstração Comentários finais

19 Conhecendo Anaweb como aprendiz Navegar por diferentes tópicos de métodos numéricos através de exemplos (através da biblioteca de exemplos de um professor ou de seus próprios exemplos) Acessar material conceitual associado aos diferentes tópicos de métodos numéricos Acessar exemplos de recursos dos sistemas de computação matemática para auxiliá lo na construção de seus programas

20 Seleciona ambiente Conhecendo Anaweb como aprendiz Seleciona forma de entrada

21 Sistema de Ponto Flutuante

22 Interação de AnaWeb com Scilab visão aprendiz

23 Acessando conteúdo teórico de um tópico

24 Sumário Como tudo começou Arquitetura do AnaWeb Conhecendo o Anaweb como aprendiz Conhecendo o Anaweb como professor Conhecendo o Anaweb como programador Uma breve demonstração Comentários finais

25 Conhecendo Anaweb como professor Cada professor pode criar diferentes bibliotecas de problemas exemplos para execução direta (modo numérico) Pode carregar arquivos de material teórico associados aos tópicos existentes Pode estruturar os tópicos para incluir exemplos de recursos de sistemas de computação Matemática Pode autorizar usuário colaborador que pode auxiliá lo na tarefa de povoar uma biblioteca de problemas exemplo.

26 Professor envia material teórico

27 Gerenciando biblioteca de problemas exemplo

28 Gerenciando biblioteca de problemas exemplo

29 Sumário Como tudo começou Arquitetura do AnaWeb Conhecendo o Anaweb como aprendiz Conhecendo o Anaweb como professor Conhecendo o Anaweb como programador Uma breve Demonstração Comentários Finais

30 Conhecendo AnaWeb como Programador Tecnologias Utilizadas Servidor Web Apache Servidor MySQL PHP 5 Biblioteca JPGraph para plotagem de gráficos HTML, CSS, XML, JavaScript Padronização de código W3C Reengenharia de software

31 Conhecendo Anaweb como Programador Selecionar tipo de usuário e tipo de ambiente Aprendiz Modo Numérico Seleciona Tópico Acesso a um Problema exemplo Visualiza Resolução Aprendiz Modo Integração com sistemas de Computação Matemática Seleciona Maple ou Scilab

32 Trecho classe Interfaces

33 Acessa um problema exemplo Usuário seleciona uma biblioteca Um arquivo XML Sistema Acessa arquivo XML através de funções da API DOM e localiza a tag associada ao tópico neste arquivo Sistema exibe os problemas disponíveis do tópico selecionado. Usuário seleciona exemplo a ser estudado

34 Trecho de código

35 Interagindo com Scilab

36 Interagindo com o Maple

37 Conhecendo Anaweb como Programador Autoria modo numérico Um arquivo XML contendo as descrições dos problemas com tags adicionais para armazenar metadados (posteriormente servirão de filtros) Autoria modo integração com sistemas de computação Matemática (em desenvolvimento)

38 Autoria modo Algébrico

39 Uma breve demonstração Usuário Aprendiz modo numérico Aritmética de Ponto Flutuante Aritmética Matricial Sistemas de Equações lineares Interpolação Ajuste de Dados Equações não lineares e Sistemas de Eq. Não lineares Integrais

40 Demonstração Usuário aprendiz Visualizando exemplos de comandos em Scilab Visualizando exemplos de comandos em Maple

41 Demonstração Usuário Professor Gerencia Biblioteca Atualiza Biblioteca de Exemplos Envia material teórico

42 Trabalhos Futuros Autoria dos tópicos para exemplos usando sistemas de computação matemática Autoria dos exemplos que serão associados a cada tópico Revisão dos metadados armazenados nos problemas exemplo

43 Outros Projetos usando PHP SACAR WEB: Sistema de Avaliação Cardio Respiratória na Web Adaptação do sistema Claroline (ambiente de gerenciamento de cursos na Web) Adaptweb Geração de conteúdos educacionais adaptados ao perfil do usuário Gerenciador de projetos de pesquisa

44 Comentários finais Há muito trabalho para se desenvolver e muito o que aprender Uma experiência gratificante com alunos Programmers Help Programmers

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