A Tecnologia de Workflow como Importante Ferramenta de Apoio para a Modelagem, Gestão e Melhoria Contínua do Processo em Educação a Distância

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1 A Tecnologia de Workflow como Importante Ferramenta de Apoio para a Modelagem, Gestão e Melhoria Contínua do Processo em Educação a Distância Autores: Valeska Pivoto Patta Marcondes (INATEL) Germano de Souza Kienbaum, PhD (LAC/INPE) Solon Venâncio de Carvalho, Dr. (LAC/INPE)

2 SUMÁRIO Histórico da Pesquisa A Tecnologia Educacional e a EAD Evolução dos Ambientes Virtuais de Aprendizagem Processos de Negócios X Processos de Aprendizagem A Tecnologia de Workflow Motivação Objetivos Projeto do Sistema A Arquitetura do Sistema Casos de uso Estágio Atual da Pesquisa O Protótipo WfCM Trabalhos Futuros e Conclusão Referências bibliográficas

3 Histórico da Pesquisa Este trabalho é continuação de pesquisas anteriores realizadas pelo grupo NEMESIS (Núcleo de Estudos em Modelagem e Simulação de Sistemas) e está sendo elaborado como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre no Curso de Computação Aplicada da Pós-Graduação do INPE. Áreas de concentração de pesquisa do grupo NEMESIS: Abordagem integrada para modelagem, simulação e gestão automatizada de processos em geral, com aplicações em: Gerência de projetos; Educação à distância.

4 A Tecnologia Educacional e a EAD Aumento do uso da tecnologia de informação no domínio da educação; Aumento das expectativas dos estudantes e professores com relação aos sistemas de apoio ao processo educacional; Sistemas EAD atingem um público diverso, distribuído globalmente, com diferentes habilidades, educação e objetivos. Gestão do processo ensino/aprendizagem torna-se um grande desafio!

5 A Evolução dos Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs) Learning Management System(LMS): Tem como objetivo auxiliar o planejamento, a disponibilização e o gerenciamento de eventos dentro de um ambiente educacional, incluindo desde o controle de ferramentas administrativas até ferramentas de comunicação; Foco na gerência dos aprendizes, mantendo registrada através de ferramentas administrativas a atuação dos mesmos nas atividades de treinamento; Learning Content Management Systems (LCMS): Em adição à gerência administrativa provida pelos sistemas LMS, provêm ferramentas para construção e gestão do conteúdo educacional.

6 A Evolução dos AVAs Décadas de 80 e 90: Learning Management Systems (LMS) Sistemas EAD tradicionais Oferta da grade de cursos; apoio ao gerenciamento do processo administrativo de instituições de ensino. Problemas do Tipo I Limitações de Natureza Tecnológica: Foco nas atividades administrativas; Não permitem a modelagem dos aspectos dinâmicos de um processo de aprendizagem; Não focam o processo de aprendizagem;

7 A Evolução dos AVAs Learning Content Management Systems (LCMS): Em adição à gerência administrativa provida pelos sistemas LMS, possuem ferramentas para construção e gestão do conteúdo educacional. Exemplo: WebCT, Blackboard Problemas Remanescentes do Tipo II Natureza Didática: Ambiente de aprendizagem estático: nem os cursos publicados, nem suas componentes mudam durante uma sessão de aprendizagem particular. Um modelo atende a todos : não considera diferentes habilidades, estilos ou níveis de conhecimento dos aprendizes.

8 Exemplo de sistema LMS:Teleduc Desenvolvido conjuntamente pelo Núcleo de Informática Aplicada à Educação (Nied) e pelo Instituto de Computação (IC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp); É uma ferramenta livre, de código aberto que utiliza a arquitetura LAMP (Linux, Apache, MySql e PHP).

9 Processos de Negócios X Processos de Aprendizagem Ciclo de vida de um Processo de Negócios [1] : Fase de Modelagem e Projeto: Definição do modelo conceitual, participantes e papéis. Definição de ações, tarefas, atividades e regras. Especificação dos serviços, interfaces e fluxos de execução. Fase de Execução: Onde o processo de negócio é executado. Fase de Análise e Melhoria: Onde o processo de negócio em execução é observado, analisado e melhorado para atingir um determinado objetivo. [1]: Hollingsworth D., The Workflow Reference Model: 10 Years On, In Workflow Handbook 2004, Publisher: The WfMC, 2004.

10 Processos de Negócios X Processos de Aprendizagem Ciclo de vida de um Processo de Aprendizagem [1] : Fase de Modelagem: Onde um processo de aprendizagem é modelado com todos os seus componentes. Fase de Aprendizado: Onde o processo de aprendizagem é executado. Fase de Observação e Melhoria: Onde o processo de aprendizagem é monitorado, analisado e melhorado para suprir uma situação particular. [1]: Denis Helic, Janez Hrastnik, Hermann Maurer: An Analysis of Application of Business Process Management Technology in E-Learning Systems, In Proceedings of E-Learn 2005, pages , AACE, Charlottesville, USA, 2005.

11 A Tecnologia de Workflow Conceitos fundamentais [1] : Processo de negócio: conjunto de procedimentos ou atividades interligadas, que coletivamente realizam um objetivo ou política de uma empresa, dentro do contexto de sua estrutura organizacional, definindo papéis e interação de seus participantes. Workflow: é a automatização de um processo de negócio, no seu todo ou em partes, durante o qual documentos, informações, ou tarefas são passadas de um participante para outro para tomada de ação, de acordo com um conjunto de regras procedimentais. Sistema de gerenciamento de Workflow:é um aplicativo computacional para definir, criar e gerenciar a execução de um modelo de workflow, utilizando uma ou mais máquinas de workflow (workflow engines), capazes de interpretar a definição do processo e interagir com seus participantes. [1]: WORKFLOW MANAGEMENT COALITION (WfMC). The Workflow Reference Model. Disponível em: < Acesso em: 27 jan

12 A Tecnologia de Workflow Modelo de Referência de um Sistema de Gerenciamento de Workflow (fonte: WfMC)

13 Motivação 1 Sistemas EAD tradicionais (LMS) podem ser utilizados como base para o desenvolvimento de um AVA mais completo (LCMS), através da criação e integração de um módulo baseado na tecnologia de Workflow, expandindo funcionalidades de natureza tecnológica: Sistemas EAD tradicionais Workflow Oferta da grade de cursos; apoio ao gerenciamento do processo administrativo de instituições de ensino. Elaboração, execução automática e gestão dos cursos.

14 Motivação 2 A utilização da tecnologia de Workflow para implementação do processo de aprendizagem permite a abordagem e a implementação de estratégias pedagógicas [1] : N >= 70 N < 70 N <80 N >= 80 [1] Denis Helic, Janez Hrastnik, Hermann Maurer: An Analysis of Application of Business Process Management Technology in E-Learning Systems, In Proceedings of E-Learn 2005, pages , AACE, Charlottesville, USA, 2005.

15 Objetivos Propor uma solução completa e de baixo custo para abordar os dois tipos de problemas identificados: Pelo desenvolvimento de um aplicativo de gerência de workflow (Workflow Course Manager WfCM), utilizando ferramentas livres e de código aberto, e por sua integração ao sistema TelEduc, de forma a compor um ambiente de apoio a EAD mais completo; Demonstrar a aplicação da tecnologia de workflow no contexto da EAD, visando a melhoria do processo ensino/aprendizagem: Por meio da aplicação do WfCM, de forma a permitir a abordagem de aspectos de natureza didática, transcendendo o apoio de ordem meramente tecnológica e organizacional relacionados com a administração de cursos na Web;

16 Arquitetura do Workflow Course Manager - WfCM Cliente Servidor - Web Browser - Máquina de Workflow - Base de Dados -Servidor web -TelEduc e WfCM

17 Diagrama de Casos de Uso do Sistema WfCM uc Specification Criar Workflow Form ador «include» Gerenciar Workflow «include» Integrar c om TelEduc «include» Executar Workflow Aluno

18 Caso de Uso: Criar Workflow Início Avaliação W Nota >=X Avaliação Y Nota >=X Recebe Certificado Fim Nota <X Nota <X Conceitos W Conceitos Y

19 Caso de Uso: Executar Workflow Responsável por implementar as funcionalidades que permitirão o usuário Aluno executar um curso previamente criado por um Formador; Deverão ser apresentados os conteúdos (mídia) que foram associados a cada atividade do modelo e links ou botões que permitam com que o roteiro seja percorrido até a sua finalização.

20 Caso de Uso: Gerenciar Workflow Responsável por implementar as funcionalidades que permitam a recuperação de informações relacionadas aos modelos e sua execução, como por exemplo, relatórios que indicam quais usuários realizaram determinado curso, em que etapa (atividade) cada usuário se encontra no momento, e outras informações relevantes que poderão ser adicionadas e apresentadas em forma de gráficos;

21 Caso de uso: Integrar com TelEduc Responsável por implementar a integração das funcionalidades do sistema WfCM com o sistema TelEduc; O sistema WfCM deverá manter as informações persistentes em banco de dados, de forma a não perdê-las quando o usuário sair da aplicação.

22 Estágio Atual das Pesquisas O sistema WfCM está em fase de conclusão de seu desenvolvimento: Finalização da documentação do sistema; Finalização das páginas de Help on-line; Os casos de uso Criar Workflow, Executar Workflow, Gerenciar Workflow e Integrar com Teleduc foram totalmente implementados na primeira versão do sistema; A seguir são apresentados exemplos de telas (páginas) do sistema WfCM

23 Página Principal do WfCM Visão do Formador O usuário do tipo Formador terá as seguintes funcionalidades disponíveis ao clicar no link Workflow :

24 Página Modelar Diagrama- Visão do Formador Ao selecionar a opção Modelar Diagrama o Formador dará início a criação de um curso (workflow) por meio da utilização dos elementos disponíveis na barra de ferramentas:

25 Página Principal do WfCM Visão do Formador O usuário do tipo Formador poderá selecionar um workflow previamente criado:

26 Página Selecionar Diagrama Visão do Formador Clicando-se na opção Selecionar Diagrama é apresentada uma lista contendo todos os workflows existentes na base de dados:

27 Página Principal do WfCM Visão do Formador O usuário do tipo Formador poderá visualizar gráficos ou gerar relatórios contendo informações da execução dos workflows:

28 Página Visualizar Gráficos Visão do Formador Vários gráficos e relatórios estão disponíveis para análise dos modelos executados ou em execução. O Formador seleciona a informação desejada e por meio dos botões Gráfico ou Relatório obtém o resultado em forma de gráfico ou texto respectivamente:

29 Página Visualizar Gráfico Visão do Formador Exemplo de visualização das informações (nota final de cada atividade de avaliação por aluno) em forma de gráfico: :

30 Página Visualizar Relatório Visão do Formador Exemplo de visualização do relatório (em formato PDF) da nota final de cada atividade de avaliação, obtida por cada aluno:

31 Página Principal do WfCM Visão do Aluno O usuário do tipo Aluno terá as seguintes funcionalidades disponíveis ao clicar no link Workflow :

32 Página Principal do WfCM Visão do Aluno Listar Workflows Não Iniciados A opção Não Iniciado permite a visualização dos modelos disponíveis, caso existam, bem como sua execução.

33 Página Workflows não Iniciados Visão do Aluno Exemplo de uma lista de workflows com status Não Iniciado. Ao clicar no ícone Executar o usuário Aluno iniciará o processo de execução do respectivo workflow.

34 Página Principal do WfCM Visão do Aluno Listar Workflows Em Andamento A opção Em Andamento permite a visualização de todos os modelos que já tiveram sua execução iniciada bem como a execução dos mesmos a partir da última atividade finalizada.

35 Página Principal do WfCM Visão do Aluno Listar Workflows Concluídos A opção Concluído permite a visualização de todos os modelos que já tiveram sua execução concluída bem como a visualização de informações sobre a execução dos mesmos, tais como as atividades executadas, a data e hora de início e fim, a duração e a nota obtida.

36 Trabalhos Futuros Modelagem e Implementação de estratégias pedagógicas utilizando a abordagem com base em Workflow e adotando cenários alternativos: Leitura na Web; Tutorial na Web; Extração e Reuso de Conhecimentos (knowledge mining); Aprendizagem Baseada em Projetos Utilizar a metodologia e suas ferramentas com o fim de obter melhorias graduais no processo de ensino/aprendizagem utilizando AVAs

37 Conclusão (1) Os sistemas para EAD tradicionais como o TelEduc não suprem todas as funcionalidades desejáveis para auxiliar nos procedimentos de elaboração de cursos, monitoramento e gestão do processo de ensino/aprendizagem; Funcionalidades extras deste tipo podem ser inseridas em sistemas para uso na Web por meio da tecnologia de Workflow, geralmente associada na literatura à área de gerência de processos (BPM - Business Process Management) e seus sistemas de apoio.

38 Conclusão (2) A integração de técnicas da área de gestão de processos e da tecnologia educacional é possível de ser realizada, mesmo em sistema tradicionais para EAD já existentes, como o Teleduc, visando convertê-los em ambientes de apoio a EAD mais completos do tipo LCMS. Este trabalho apresentou o projeto e a implementação de um aplicativo que demonstra a abordagem proposta, denominado Workflow Course Manager - WfMC, para ser utilizado como módulo de expansão do ambiente EAD TelEduc. A aplicação da tecnologia de Workflow em ambientes EAD objetiva a criação de funcionalidades que transcendem aspectos meramente tecnológicos e organizacionais, permitindo também a abordagem de questões relacionadas com a estratégia didática e a melhoria do processo educacional

39 Referências bibliográficas Atutor. Atutor: Learning Content Management System Disponível em: < Acesso em: 15 ago BICUDO, S. F. Uma Abordagem Integrada para Educação A Distância Usando Gestão de Processos e Simulação de Sistemas. Tese de Doutorado do Curso de Pós-Graduação em Computação Aplicada CAP/INPE. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE. São José dos Campos, Blackboard Inc. Blackboard Oficial Site. Disponível em: < Acesso em: 15 ago Cerceau, A. Formação a Distância de Recursos Humanos para Informática Educativa Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação), Universidade Estadual de Campinas UNICAMP, Campinas, Claroline.Net. Claroline : Open Source e-learning Disponível em: < Acesso em: 15 ago 2005.

40 Referências bibliográficas Denis Helic, Janez Hrastnik, Hermann Maurer: An Analysis of Application of Business Process Management Technology in E-Learning Systems, In Proceedings of E-Learn 2005, pages , AACE, Charlottesville, USA, GREENBERG, L. LMS and LCMS: What s the Difference? Disponível em: < Acesso em: 03 mar Hollingsworth D., The Workflow Reference Model: 10 Years On, In Workflow Handbook 2004, Publisher: The WfMC, 2004, f Joe Lin, Charley Ho, Wasim Sadiq and Maria E. Orlowska. Using Workflow Technology to Manage Flexible e-learning Services. Journal of Educational Technology & Society, Volume 5, Issue 4, IEEE Learning Technology Task Force, October 2002.

41 Referências bibliográficas KIENBAUM, G.S.; BICUDO, S.F.; MARCONDES, V. P. P. Construçao e Gestão de Conteúdo Educacional Usando Gestão de Processos e Simulação de Sistemas. In: CICLO DE PALESTRAS SOBRE NOVAS TECNOLOGIAS NA EDUCAÇÃO, 2006, Porto Alegre. Anais do VII Ciclo de Palestras sobre Novas Tecnologias na Educação. Porto Alegre, CINTED UFRGS, V.1. pp MARCONDES, V. P. P. ;KIENBAUM, G.S.; BICUDO, S.F. Aplicação da Tecnologia de Workflow na Modelagem e Gestão do Processo em Educação a Distância. In: VIII Encontro Virtual Educa, 2007, São José dos Campos. VIII Encontro Virtual Educa, Moodle Moodle Disponível em: < Acesso em: 15 ago OSWorkflow (OpenSymphony).Disponível em: < Acesso em: 01 fev

42 Referências bibliográficas Rocha, H. V. Projeto TelEduc: Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologia para Educação a Distância. In: IX CONGRESSO INTERNACIONAL DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA DA ABED, São Paulo, São Paulo. Anais... São Paulo: ABED, Webct Inc. WebCT: Learning Without Limits. Disponível em: < Acesso em: 15 ago WORKFLOW MANAGEMENT COALITION (WfMC). The Workflow Reference Model. Disponível em: < Acesso em: 27 jan

43 OBRIGADO! Valeska Pivoto Patta Marcondes - valeska@inatel.br Germano de Souza Kienbaum - kienbaum@lac.inpe.br Solon Venâncio de Carvalho - solon@lac.inpe.br