UM MODELO PARA COLABORAßà O ENTRE SISTEMAS GERENCIADORES DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM

CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO UM MODELO PARA COLABORAßà O ENTRE SISTEMAS GERENCIADORES DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM LUÃS GUSTAVO ARAUJO FERREIRA Canoas, novembro de 2008

LUÃS GUSTAVO ARAUJO FERREIRA UM MODELO PARA COLABORAßà O ENTRE SISTEMAS GERENCIADORES DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM Trabalho de conclusão apresentado à banca examinadora do curso de Ciência da Computação do Centro Universitário La Salle - Unilasalle, como exigência parcial para obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação, sob orientação da Profa. DSC. PatrÃcia Kayser Vargas Mangan. Canoas, novembro de 2008

TERMO DE APROVAÇÃO LUÃS GUSTAVO ARAUJO FERREIRA UM MODELO PARA COLABORAßà O ENTRE SISTEMAS GERENCIADORES DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM Trabalho de conclusão aprovado como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Ciência da Computação do Centro Universitário La Salle - Unilasalle, pela seguinte banca examinadora: Profa. Dsc. Alessandra Drahmer Centro Universitário La Salle - Unilasalle Profa. Dsc. Débora Nice Ferrari Barbosa Centro Universitário La Salle - Unilasalle Prof. Dsc. Patrícia Kayser Vargas Mangan Centro Universitário La Salle - Unilasalle Canoas, novembro de 2008

DEDICATÓRIA

AGRADECIMENTOS

RESUMO Com a crescente procura por cursos na modalidade a distância percebe-se que há um grande esforço por parte dos tutores em confeccionar materiais para seus alunos, porém nota-se que muitos não buscam reutilizar materiais prontos para adaptá-los as suas aulas. Uma hipótese para esta situação é a perda de portabilidade entre os diferentes ambientes de Educação à distância. Outra hipótese é os materiais estarem sicamente distribuídos dicultando sua localização. O objetivo deste trabalho é denir uma modelo para colaboração entre repositórios de materiais educacionais abrangendo buscas em repositórios distribuídos e permitindo conversões entre os padrões. Palavras-chave: Sistemas Gerenciadores de Objetos de Aprendizagem, Educaßà o à distãncia, Web services.

A Model for collaboration between Learning Object Management System ABSTRACT With increase search by courses e-learning realize there a big eort by part of teacher in make supplies for your students, but notice very Keywords: Learning Object Management System, e-learning, Web Service.

SUMÁRIO LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS............. 8 LISTA DE FIGURAS........................... 9 LISTA DE TABELAS........................... 10 1 INTRODUÇÃO............................. 11 1.1 Motivação................................. 12 1.2 Problema de Pesquisa.......................... 12 1.3 Objetivo.................................. 12 1.3.1 Gerais................................... 12 1.3.2 Especícos................................. 12 1.4 Metodologia de Pesquisa........................ 12 1.5 Estrutura do Trabalho.......................... 12 2 OBJETOS DE APRENDIZAGEM................. 13 2.1 Padrões de Objetos de Aprendizagem................ 13 2.2 Sistemas de Gerenciamento de Objetos de Aprendizagem... 14 2.3 Repositórios de Objetos de Aprendizagem............. 15 2.4 Considerações sobre o capítulo.................... 15 3 ESTUDO DE CASO: PROFESSORES DE EDUCAÇÃO IN- FANTIL E ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO........ 16 3.1 Dados quantitativos........................... 17 3.2 Dados qualitativos............................ 18 4 MODELO................................ 20 4.1 Colaboração................................ 20 4.1.1 Receive................................... 21 4.1.2 Comm................................... 21 4.1.3 Search................................... 21

4.2 Interoperabilidade............................ 21 4.2.1 Import................................... 22 4.2.2 CORE................................... 22 4.2.3 Export................................... 22 5 CONCLUSÃO............................. 23 REFERÊNCIAS.............................. 24

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS OA Objetos de Aprendizagem. 11

LISTA DE FIGURAS 3.1 Docentes que utilizam recursos computacionais em suas aulas.. 17 3.2 Docentes que conhecem Objetos de Aprendizagem......... 17 3.3 Nível de contato entre docentes e OA................ 18 3.4 Avaliação quanto a utilização dos OA................ 18 4.1 Esquema do modelo proposto para colaboração........... 20 4.2 Esquema do modelo proposto para interoperabilidade....... 22

LISTA DE TABELAS 3.1 Perl dos docentes pesquisados................... 17

1 INTRODUÇÃO Atualmente, muitos trabalhos estão sendo desenvolvidos na área de educação considerando o aumento dos recursos tecnológicos disponíveis. Dentre as muitas iniciativas, podemos destacar o crescimento dos cursos na modalidade a distância apoiado pela Internet. A procura por este tipo de curso vem crescendo visto que, em muitos casos, o custo para o aluno é reduzido, há exibilidade de horário e os estudos do aprendiz podem ser especícos e focados para sua necessidade. Neste cenário percebe-se que há um grande esforço por parte dos docentes conteudistas em confeccionar os materiais para seus alunos, como artigos, apresentações, animações, vídeos, entre outros. Com esta geração de materiais, nota-se que muitos docentes não buscam reutilizar materiais de outras instituições ou docentes para utilizar e/ou adaptá-los as aulas, mesmo quando disponível em domínio público. No entanto, não se localiza na literatura uma indicação clara do porquê deste problema persistir. Uma hipótese é que os professores não conheçam a tecnologia de Objetos de Aprendizagem (OA). Outra hipótese, é a perda de portabilidade entre os diferentes ambiente de Educação a Distância (EAD) e seus diferentes padrões. Finalmente, também é uma hipótese possível que muitos destes materiais, mesmo que padronizados, estão sicamente distribuídos entre os repositórios disponíveis e a busca do conteúdo desejado acaba sendo prejudicada. A partir de uma pesquisa relacionas em torno da percepção dos professores sobre os objetos de aprendizagem e dos trabalhados já desenvolvidos relacionadas com esta pesquisa, busca-se uma solução para uma das hipóteses deste problema.

12 1.1 Motivação 1.2 Problema de Pesquisa 1.3 Objetivo 1.3.1 Gerais 1.3.2 Especícos 1.4 Metodologia de Pesquisa 1.5 Estrutura do Trabalho

2 OBJETOS DE APRENDIZAGEM Objeto de Aprendizagem (OA) (?) é qualquer entidade, digital ou não, que possa ser usada, reusada, ou referenciada durante a aprendizagem. Partindo da denição apresentada, podemos considerar que grande parte do material gerado pelos docentes conteudistas em curso na modalidade a distância são considerados OAs. É importante observar que nem todo material produzido é um OA, conforme explicitado a seguir. OAs servem como um recurso de apoio ao tutor nos processos de ensino e de aprendizagem dos alunos. Sua proposta é a padronização destes materiais visando seu reaproveitamento. Outros benefícios podem ser citados: Acessibilidade: ser possível acessar um material educacional e utilizado independente do local. Adaptabilidade: habilidade para adaptar-se conforme as necessidades individuais e organizacionais. Durabilidade: possibilidade de resistir à evolução tecnológica sem precisar ser modicado. Interoperabilidade: ter a possibilidade de ser desenvolvido e utilizado em locais com diferentes congurações. Reusabilidade: exibilidade para ser utilizado em múltiplas aplicações e contextos. 2.1 Padrões de Objetos de Aprendizagem Foram propostos diferentes padrões para a criação de OA que visam viabilizar a troca e a disseminação destes no meio educacional. Estes padrões de Objetos de Aprendizagem são normas estabelecidas com o propósito fornecer uma representação

14 padronizada. Dentre os padrões existentes podemos citar LOM (Learning Object Metadata) (?) e o SCORM (Sharable Content Object Reference Model) (?). O LOM é o padrão proposto pela IEEE-LTSC(IEEE Learning Technology Standards Committee) (?). Ele é denido a partir de metadados que são agrupados em categorias, desta forma permitindo que sejam organizado, reutilizados e localizados de forma padronizada por ferramentas apropriadas. O modelo de referência SCORM (Sharable Content Object Reference Model ) é o padrão proposto pela Advanced Distributed Learning (?). Este modelo tem por objetivo promover a reusabilidade de conteúdos educacionais dentro de uma técnica comum para educação baseada no computador com acesso à Web. Sua estruturação é denida em 3 documentos técnicos. CAM (Content Aggregation Model ) (?) descreve os tipos de objetos utilizados na agregação de conteúdo. Dispõe de recursos para rotular, agrupar, armazenar, trocar e localizar conteúdos do OA. RTE (Run- Time Environment) (?) apresenta os requisitos que são necessários para garantir uma condição que permita interoperabilidade de conteúdos. SN (Sequencing and Navigation) (?) descreve um método para representação do comportamento pretendido para seqüenciamento de atividades de aprendizagem visando um caminho consistente. Também dene o comportamento requerido e as funcionalidades que devem ser implementadas para processar o seqüenciamento de informações em tempo de execução. Existe um trabalho de colaboração de idéias e conceitos entre ADL e IEEE-LTSC, a ultima versão do modelos SCORM(SCORM 2004 3rd edition), conta com a aprovação da IEEE-LTSC no que diz respeito a linguagem para denição dos metadados do padrão LOM. Fazendo uma comparação, o LOM dene o padrão dos metadados as serem utilizado enquanto o SCORM além de ter um padrão para manter os metadados, dene questões sobre a apresentação dinâmica dos conteúdos baseados nas necessidades do aprendiz e suporte a adaptabilidade do objeto educacional baseados nos objetivos do aprendiz (?). 2.2 Sistemas de Gerenciamento de Objetos de Aprendizagem Segundo (?), podemos denir um Sistema de Gerenciamento de Objetos de Aprendizagem, como um conjunto de funcionalidades projetadas para entregar, monitorar, apresentar e gerenciar conteúdos educacionais, e ainda, acompanhar o progresso e a interação do aprendiz. Alguns exemplos de LMS são Moodle, Dokeos e Aulanet. Um LMS (Learning Management System) ou AVA (Ambiente Virtual de Aprendizagem) pode possuir um repositório de OAs permitindo que estes sejam localizados e recuperados para reutilização. Quanto à localização do OA, devido ao fato

15 de muitos destes materiais estarem sicamente distribuídos e que LMSs diferentes não tenham comunicação entre eles, localizar um material se torna uma tarefa muito custosa. Desta forma, as buscas por OAs cam restritas apenas ao contexto do LMS que se está utilizando. 2.3 Repositórios de Objetos de Aprendizagem 2.4 Considerações sobre o capítulo

3 ESTUDO DE CASO: PROFESSORES DE EDUCAÇÃO INFANTIL E ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO No estudo de caso a metodologia utilizada foi a aplicação de um questionário sobre os OA procurando identicar qual o nível de entendimento que os professores tem sobre o assunto. Também buscou-se saber quais os problemas atualmente enfrentados. O questionário foi aplicado em uma instituição privada da região metropolitana de Porto Alegre - RS. A instituição usada como estudo de caso apresenta um total de 75 alunos de educação infantil, 484 alunos de ensino fundamental e 264 de ensino médio. No total, 43 professores pertencem ao colégio, muitos dos quais estão alocados em mais de um nível de ensino. Para ns dos dados estatísticos da pesquisa, foi considerado o nível mais alto de ensino que o docente leciona. Primeiramente, foi aplicado um questionário piloto para dez docentes, onde, além da obtenção dos dados, foi possível coletar pontos no formulário que puderam ser melhorados. Ele foi aprimorado para então ser aplicado em outros docentes. É importante destacar que o questionário coletava dados pessoais, tratados condencialmente, dados estatísticos, denindo o perl dos entrevistado, e 6 questões, sendo que 3 era questões fechadas e 3 eram questões abertas podem o docente acrescentar seus comentários sobre o assunto. Os dados que serão apresentados e analisados a seguir, referem-se aos docentes de diferentes áreas e graus de ensino. Obteve-se o levantamento dos dados a partir do preenchimento do formulário pelos docentes. Todos os professores colégio receberam um formulário impresso, mas apenas 30 retornaram. Entre os motivos possíveis para a não entrega dos formulários, pode-se considerar que a existência de um campo de identicação (ainda que com explicação de condencialidade dos dados) pode ter inibido a entrega por parte de alguns professores. Abaixo segue os dados dos pers dos docentes pesquisados. Na primeira tabela é apresentado a distribuição dos docentes pela faixa etária. Na segunda, mostra a

17 distribuição com base no tempo em anos que lecionam, e por m, em quais níveis eles atuam. Tabela 3.1: Perl dos docentes pesquisados 3.1 Dados quantitativos Abaixo segue os dados gerados a partir da realização da pesquisa, com relação as questões fechadas. Neste gráco é apresenta a divisão dos professores com base na utilização ou não de recurso computacional em suas aulas. Figura 3.1: Docentes que utilizam recursos computacionais em suas aulas No gráco abaixo, os dados estão divididos entre docentes que conhecem objeto de aprendizagem ou que pelo menos já ouviu falar e pelo aos quais desconhecem deste recurso. Figura 3.2: Docentes que conhecem Objetos de Aprendizagem Com base nos docentes que conhecem OA, é demonstrada a distribuição deles com base no nível do contato que tiveram com os mesmos. Conforme gráco a baixo.

18 Figura 3.3: Nível de contato entre docentes e OA Para os docentes que já utilizaram OA foi solicitado que realizassem um avaliação quando ao uso. No gráco abaixo é apresentado o resultado da avaliação dos docentes. Figura 3.4: Avaliação quanto a utilização dos OA 3.2 Dados qualitativos Dentre os resultados da pesquisa foi possível identicar outras informações a partir de perguntas dissertativas. Nestas questões, os entrevistados podiam expressar seus pontos de vista de modo geral e em particular, eram estimulados a falar sobre pontos positivos sobre a utilização de OA e as maiores diculdades encontradas caso já tenha utilizado. Durante a análise pode-se observar que alguns docentes não preencheram as questões dissertativas, talvez pelo fato de nunca terem utilizado OA e ainda não terem sua opinião formada. A partir das respostas preenchidas dos pesquisados, noto-se que alguns docentes evidenciaram que um dos maiores benefícios com a utilização de OA é que prende a atenção do alunos por ser uma forma diferenciada de lhe apresentar o conteúdo, segundo professor 1 "Ajuda na compreensão do conteúdo. Atrai a participação e o interesse do aluno". O professor 2 complementa falando dos diferentes formas de aprendizagem que podem ser alcançados, "Material que valoriza os diferentes estilos de aprendizagem.". Já o professor 3, atuante na área de informática na educação, salientou aspectos mais especíco, "Um repositório de OA bem organizado e um padrão de desenvolvimento facilita o acesso e a reusabilidade de OA. Até hoje não consegui trabalhar com esses aspectos".

19 Dentre as maiores diculdades encontradas tivemos a heterogeneidade dos entrevistados. Alguns docentes tinham amplo conhecimento da área, enquanto outros tinham uma visão bastante distinta de OA com relação a denição adotada neste trabalho. Por exemplo, as falas abaixo, retiradas da pergunta sobre principais di- culdades e limitações no uso da tecnologia, indicam que o domínio da tecnologia pode ser observada como uma diculdade para os professores. "Ter cursos para aprimorar o uso".(professor 4) "Tempo, falta de prática e conhecimento da maneira que se pode utilizar essa tecnologia". (Professor 5) "Temos muitas limitações ainda pois não conseguimos por em prática as atividades reconhecidas". (Professor 6) Alguns professores da educação infantil e do ensino fundamental salientaram que pela idade de seus alunos não teriam como utilizar os OA pois os alunos em muitos casos ainda não lêem, conforme a fala do professor 7 "A faixa etária dos alunos, não conseguem ler ainda."acreditamos que isso evidencia a falta de construção de objetos especícos e não um problema com a tecnologia em si. Outro questionamento refere-se a necessidade de aquisição de software: "A disponibilidade das instituições para adquirir softwares que não são livres"(professor 8). Embora existam bons softwares tanto pagos quanto livres, ainda existem muitos softwares gratuitos que tem limitações em termos tecnológicos e pedagógicos. Acreditamos que iniciativas como a RIVED (?) podem melhorar este cenário. Uma realidade que nem sempre é geral mais que foi evidenciada pelo professor 9 é a disponibilidade de computadores, ele escreve "Falta de equipamento como o computador que são poucos".

4 MODELO Esta seção tem por objetivo fornecer um modelo para colaboração entre os LMSs de modo que possam compartilhar seus OAs. Desta forma, as buscas por OAs não cam restritas ao ambiente local e passam a buscar em outros repositórios distribuídos sicamente. Visto que podem ocorrer diferenças de padrões entre os LMSs compartilhados para complementar a solução também é necessário fornecer um modelo para interoperabilidade dos OAs. Assim, se concretiza os dois objetivos deste trabalho dispor de um modelo para colaboração entre LMSs com interoperabilidade para os padrões de OA aqui denidos. 4.1 Colaboração O modelo para colaboração entre os LMS irá disponibilizar recursos para sejam efetuadas consultas no repositório local. A solicitações de busca podem ocorrer pelo próprio LMS ou por outros LMS que estejam ligados a ele. A premissa básica para seu funcionamento é que os LMS estejam conectados a uma rede local ou à Internet. Um LMS isolado não é capaz de compartilhar suas informações. Na Figura 4.1 é apresentado o modelo proposto para atender ao requisito de colaboração. Figura 4.1: Esquema do modelo proposto para colaboração.

21 4.1.1 Receive Esta funcionalidade será a responsável por receber as solicitações de busca de outros LMSs. Estas solicitações serão gerenciadas e atendidas por ordem de recebimento não atendendo a nenhum outro parâmetro de prioridade. A tecnologia utilizada para o recebimento destas solicitações será via Web service. Segundo (?), Web service são aplicações autocontidas, que possuem interface baseadas em XML e que descrevem uma coleção de operações acessíveis através de rede, independentemente da tecnologia usada na implementação do serviço. Cada solicitação recebida, será executada na base local a partir dos parâmetros informados. Os dados resultantes da pesquisa serão retornados ao solicitante por meio de um arquivo XML. Este arquivo será tratado pelos LMS de origem para apresentação dos dados. 4.1.2 Comm Esta funcionalidade será responsável por manter a lista dos possíveis LMS para colaboração e estabelecer conexões eles. As conexões com os LMS irá ocorrer sempre que for necessário efetuar buscas em outros repositórios. A lista dos LMSs no qual poderá ser estabelecido conexão será mantida manualmente com cadastramento direto no LMS ou via troca de informações entre os próprios LMS. Quando a conexão for estabelecido os LMS conectados poderão trocas sua lista de LMSs disponíveis de modo que aumentem gama de LMS para efetuar as buscas de materiais. 4.1.3 Search Este componente fará a pesquisa por OA no repositório local. Caso seja indicado que se deseja buscar em outros repositório, ele fará a gestão das suas solicitações aos outros LMSs. A partir da lista de LMS disponíveis mantida pela COMM, irá disparar uma solicitação de busca para um. O retorno desta buscas serão tratados e apresentados de forma clara. 4.2 Interoperabilidade No âmbito desta proposta a interoperabilidade se dará para os padrões LOM e SCORM. Estes foram os escolhidos por se tratarem de padrões de OA mais utilizando dentre os Ambientes Virtuais de Aprendizados (AVA). Para permitir que sejam convertidos entre eles será desenvolvido uma aplicação capaz de montar o mapeamento dos padrões original e a conversão para o padrão desejado.

22 O recurso de interoperabilidade é fundamental para o sucesso da colaboração. Ao interligar diversos LMS, pode existir diferneças entres os padrões fazendo necessário ter um componente capaz de converter o OA durante a colaboração do material. Na Figura 4.2 é apresentado o modelo proposto para interoperabilidade. Figura 4.2: Esquema do modelo proposto para interoperabilidade. 4.2.1 Import A camada denominada Import será a responsável por receber o OA. Nela irá ocorrer a conversão do OA original para a estrutura interna denida neste trabalho. Esta conversão será realizada a partir de um mapeamento realizado a parir do arquivo de informações(manifesto) do OA. Com base neste arquivo será possível obter as informações necessárias para mantê-lo no repositório. Primeiramente deve ser validado o conteúdo do OA vericando se o mesmo possui as informações básica para ser mantido no repositório, gerando críticas das inconsistências ocorridas. Depois da validação, será feito o mapeamento das informações do OA e mantido no repositório. 4.2.2 CORE O CORE será o repositório central para os OAs. Este componente tem por objetivo manter os dados dos OA em banco de dados e o próprio OA em uma estrutura de diretório do computador que o LMS esteja alocado. O modelo de dados a ser adotado por este componente visa atender aos padrões LOM e SCORM. 4.2.3 Export Este recurso tem um papel contrário ao Import. A partir do OA contido no repositório, efetua a conversão para o padrão desejado e o disponibiliza em local público.

5 CONCLUSÃO

REFERÊNCIAS