Uma Proposta de utilização de Objetos de Aprendizagem para o ensino da Unified Modeling Language (UML) A Proposal for the use of learning objects for teaching the Unified Modeling Language (UML) Profª. MSc. Simone Sawasaki Tanakaª, Prof. MSc. Sérgio Akio Tanakaª, Renan Kleber de Oliveiraª, e Mariana da Silva Camposª a Unifil- Centro Universitário Filadélfia RESUMO: O presente artigo tem por objetivo apresentar conceitos de Objetos de Aprendizagem como uma ferramenta viável quanto ao ensino da UML (Linguagem de Modelagem Unificada) dentro da Engenharia de Software. O assunto em questão refere-se ao estudo de caso com alunos dos cursos da área de Ciências Exatas do Centro Universitário Filadélfia (UniFil) realizado no NPI (Núcleo de Práticas em Informática). Após a realização do estudo de caso, verificou-se que objetos de aprendizagem podem ser utilizados como recursos auxiliadores neste processo de ensino. PALAVRAS-CHAVE: objetos de aprendizagem, engenharia de software, UML. ABSTRACT: This article aims to present concepts of learning objects as a viable tool for teaching the UML (Unified Modeling Language) within Software Engineering. The subject matter relates to a case study with students in the area of Mathematical Sciences University Center Philadelphia (UniFil) held at NPI (Center for Informatics Practices). After completion of the case study, it was found that learning objects can be used as resources helpers this teaching process. KEYWORDS: learning objects, software engineering, UML INTRODUÇÃO Ao longo de sua história, os seres humanos têm buscado formas de interagir com a realidade, na qual diversos modelos têm sido construídos para simular eventos específicos desta realidade. A partir deste contexto, os Objetos de Aprendizagem (OA) se mostram como um recurso de elevada consistência no processo de ensino, no qual está se assentando como algo agregador aos métodos já existentes. De acordo com Spinelli (2007), em sua concepção é considerado que a atividade educacional e pedagógica, tanto do professor quanto da instituição escolar como um todo, deve ter como meta alcançar o patamar superior da pirâmide informacional. O primeiro objetivo é o de recolher dados e trabalhá-los, ou seja, os dados devem estar a serviço de um sentido maior, de motivação intrínseca, que começa antes mesmo de que qualquer dado seja ao menos lido; começa no momento em que o projeto é idealizado. É para esse aspecto, de construção e de realização de projetos, que a escola deve atentar prioritariamente. Nessa condição, o olhar se volta do topo para a base da pirâmide, e os dados são observados à luz dos projetos. Conforme Pender (2004), no início do desenvolvimento orientado a objetos, haviam vários métodos utilizados na análise, cada um com suas características, porém nenhum completo. Para atender a necessidade de uma padronização foi criada da Unified Modeling Language (UML), linguagem de modelagem não muito rígida nem muito engessada, com escopo nem muito estreito e nem muito abrangente, com o objetivo de atender as necessidades do muito real. A importância da modelagem para um bom desenvolvimento e entendimento de um sistema de software, torna a UML indispensável, elevando assim uma melhor comunicação entre todas as pessoas que estão envolvidas no projeto de desenvolvimento do software (TANAKA, 2011).
Ainda sobre o ensino da UML, a Engenharia de Software se apresenta como um assunto com grande demanda de atenção na área da computação e com um enorme leque de possibilidades, seu engajamento no ensino é crucial para o desenvolvimento tecnológico e no atendimento e fomento das necessidades do mercado, da qual visa profissionais altamente qualificados. Já para Pressman (2006), a Engenharia de Software é uma abordagem sistemática e disciplinada para o desenvolvimento de software. Por isso, a unificação de assuntos como OA e da Engenharia de Software propriamente dita, faz ascensão a um novo quadro da evolução não só cientifica e conceitual, mas também humanista e colaborativa, firmando-se como um dos principais motivadores deste trabalho. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Tal conceito de aprendizagem tem sido um dos principais conceitos das teorias do psicólogo David Ausubel. Seus primeiros estudos a respeito da teoria da aprendizagem significativa foram publicados em 1963 (The Psychology of Meaningful Verbal Learning) e consolidou-a nas décadas de 1960 e 1970. Mas foi no final da década de 1970 que Joseph Novak deu fortes contrições refinando e divulgando a teoria. Para Ausubel et. al. (1980), existem basicamente duas formas em que se dá a aprendizagem, sendo elas: Aprendizagem mecânica é a aprendizagem de novas informações, com pouca ou nenhuma associação com conceitos relevantes existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. O aprendiz simplesmente recebe a informação e a armazena, de forma que ela permanece disponível por certo intervalo de tempo. Mas, na ausência de outras informações que lhe sirvam de combinação, permanece na estrutura cognitiva de forma estática. Aprendizagem Significativa seria o oposto da aprendizagem mecânica, outra forma de aprendizagem mencionada por Ausubel, sendo as informações já existentes na estrutura cognitiva a base do entendimento de novos conceitos, considerada por ele como ideia-âncora ou subsunçor. As informações recentes podem integrar-se contribuindo para a transformação do conhecimento em novos conhecimentos, dinamicamente e de forma não aleatória, mas havendo uma relação entre a nova informação que foi captada e os aspectos de maior importância da estrutura cognitiva do indivíduo. Em outros termos: A aprendizagem significativa ocorre quando a nova informação ancora-se em conceitos relevantes preexistentes na estrutura cognitiva de quem aprende (MOREIRA, 2002). Segundo Barbosa (2005), a essência do trabalho de Ausubel é a aprendizagem significativa na qual os conceitos são ordenados progressivamente, de forma que os conceitos mais gerais de um conteúdo estão ligados a conceitos subordinados, e estes, a conceitos específicos. Conforme Ramos, Porto e Goulart (2009), a aprendizagem de novos conteúdos requer mudanças de conceitos similares àquela observada na produção do conhecimento científico, cujos conceitos ou proposições anteriormente vigentes são reformulados ou substituídos. Assim, durante o processo de aprendizagem, espera-se que o aluno abandone concepções inadequadas e as substitua por concepções aceitas cientificamente, de maneira significativa. Para Tarouco, Fabre e Tamusiunas (2003), os objetos educacionais podem ser definidos como qualquer recurso, suplementar ao processo de aprendizagem, que pode ser reusado para apoiar a aprendizagem. O termo objeto educacional (learning object) geralmente aplica-se a materiais educacionais projetados e construídos em pequenos conjuntos com vista a maximizar as situações de aprendizagem onde o recurso pode ser utilizado. Spinelli (2007, p.7) afirma que um objeto virtual de aprendizagem é um recurso digital reutilizável que auxilie na aprendizagem de algum conceito e, ao mesmo tempo, estimule o desenvolvimento de capacidades pessoais, como, por exemplo, imaginação e criatividade. Dessa forma, um objeto virtual de aprendizagem pode tanto contemplar um único conceito quanto englobar todo o corpo de uma teoria. Pode ainda compor um percurso didático, envolvendo um conjunto de atividades, focalizando apenas determinado aspecto do conteúdo envolvido, ou formando com exclusividade a metodologia adotada para determinado trabalho. De acordo Santos, Flores e Tarouco (2007), os objetos de aprendizagem podem ser encarados como materiais importantes no processo de ensino e aprendizagem, pois nos fornecem a capacidade de simular e animar fenômenos, entre outras características, assim como, reutilizá-los em vários outros ambientes de aprendizagem. Eles podem ser localizados na internet, através de repositórios, proporcionando, entre outras características, a redução de custos de produção de materiais educacionais. Conforme Tarouco (2003), além da reusabilidade desses recursos, que possibilita incorporá-los em múltiplas aplicações, destacam-se também outros benefícios da catalogação de objetos educacionais tais como, acessibilidade, interoperabilidade, durabilidade, granularidade.
Segundo Longmire (2001), se destacam mais algumas características dos objetos de aprendizagem, tais como, flexibilidade, facilidade para atualização, customização, aumento de valor de um conhecimento, Indexação e procura. MATERIAIS E MÉTODOS Foi realizado um estudo de caso para o Sistema de Atendimento da Clínica Veterinária da UniFil, por discentes do curso de Ciência da Computação e Sistemas de Informação, desenvolvido no NPI (Núcleo de Prática em Informática) do Centro Universitário Filadélfia (UniFil). Foi desenvolvido um sistema para gerenciar os agendamentos de consultas na clínica veterinária, mediante a isto foi realizado um objeto de aprendizagem para aprender um dos conceitos utilizados pela UML que é o diagrama de caso de uso. Abaixo são demonstradas partes do objeto de aprendizagem. As Figuras 1 e 2, apresentam informações sobre o requisito de software. Figura 1 Requisitos do Sistema Figura 2 Requisitos do Sistema A partir do término das informações, os alunos realizaram o questionário para averiguar o aprendizado em relação à elaboração do diagrama de caso de uso. Caso o aluno erre a resposta da pergunta o OA exibirá uma mensagem e retornará a pergunta para que o mesmo faça novamente até acertar. Mas caso responda a pergunta correta apareça a mensagem de acerto, juntamente com a resposta (Figura 3). Figura 3 Padrão de mensagem
RESULTADOS E DISCUSSSÕES Para sabermos quantitativamente da real contribuição do Objeto de Aprendizagem para elaboração do diagrama de Caso de Uso da UML, o instrumento foi aplicado a duas turmas do 2 o ano de Ciência da Computação e Sistemas de Informação. Após a utilização do OA, foram aplicados questionários e efetuada a tabulação dos dados. A partir destes, gráficos foram produzidos, melhorando a visualização dos resultados. Quando questionado se o Objeto de Aprendizagem expôs os conceitos de Diagrama de Caso de Uso de forma clara e concisa, 3% dos alunos responderam que Pouco foi cumprido, 31% dos alunos responderam Mais ou Menos, 46% responderam Bastante e, 18% responderam Extremamente. Levando em consideração a resposta Bastante, podemos concluir de forma positiva de acordo com a Figura 4, mostrando desta forma que o OA, pode fazer parte do conteúdo didático e pedagógico de uma instituição de ensino e que haverá uma aprendizagem significativa no contexto ensino/aprendizagem. Figura 4 - Gráfico referente à pergunta 1 do questionário Na segunda pergunta foi questionado se O objeto de aprendizagem tornou mais clara a forma de estudar o diagrama de caso de uso, 6% dos alunos responderam que Pouco foi cumprido, 18% dos alunos responderam Mais ou Menos, 59% responderam Bastante e, 15% responderam Extremamente. Levando em consideração as respostas Bastante, podemos concluir de forma positiva de acordo com a Figura 5, mostrando mais uma vez que o OA pode fazer parte do conteúdo didático e pedagógico de uma instituição de ensino no quesito aprendizagem. Figura 5 - Gráfico referente à pergunta 2 do questionário Por final, foi solicitado que os alunos atribuíssem uma nota de 0 a 10 em relação a contribuição do objeto de aprendizagem, em que as notas de 0 a 4 não foram atribuídas. Levando em consideração as notas 8, 9 e 10 e de acordo com a Figura 6, podemos concluir de forma positiva que o Objeto de Aprendizagem pode contribuir para a ensino/aprendizagem do aluno.
Figura 6 - Gráfico referente à atribuição de notas para contribuição do OA Visando os instrumentos aplicados em sala de aula e o levantamento dos resultados através dos questionários aplicados e dos gráficos, foi concluído que a aplicação do Objeto de Aprendizagem apresentou-se positivamente e os alunos e participantes do processo aprovaram o instrumento, tornando a aprendizagem completa e significativa. CONCLUSÃO Neste artigo foram passados alguns conhecimentos sobre os tipos de aprendizagem que são mais conhecidas e que foram pesquisadas pelo psicólogo Ausubel, identificando as principais como a aprendizagem significativa e a mecânica. A aprendizagem mecânica é aquela que passa novas informações e não muda o conceito e a aprendizagem significativa é o oposto, que possui conceitos relevantes para o ensino. Com os conhecimentos que são passados da UML por ser uma linguagem mundialmente utilizada para a modelagem de sistema de software, ela exige clareza e simplicidade para ministrar o conteúdo. Utilizar os conceitos de Objetos de Aprendizagem para o ensino da UML é perfeitamente viável, visto uma vez que o ensino deve ser significativo para o aluno. Atualmente, com o avanço da tecnologia foram criados vários repositórios para que os objetos de aprendizagem sejam guardados, com as ferramentas na Web existentes, essas ferramentas são auxiliadoras no processo de criação dos objetos de aprendizagem. Contudo, ainda existem alguns espaços para melhoria e extensão das funcionalidades oferecidas. Conclui-se que em meio de uma geração rodeado pela tecnologia, são utilizados novos métodos para estudos e esses meios obtêm uma maior facilidade para docentes utilizar com o quesito de ensinar mais e melhor. Desta maneira, com o objeto de aprendizagem o professor pode ter um planejamento de melhorias para as aulas, podendo ser considerado um recurso que oferece oportunidades de exploração de ensino, incentivando os alunos durante o processo de aprendizagem. Para que possa haver objetivo e clareza no método de ensino/aprendizagem devem-se descrever os conceitos que estão envolvendo o objeto, com uma forma um pouco descontraída os estudantes tem um melhor entendimento e também adquire mais rápido e melhor o conhecimento. Por meio deste trabalho foi realizado um processo que orienta o estudo e o acesso às pessoas que queiram compreender melhor os passos para o estudo e desenvolvimento do diagrama de caso de uso. Pode-se verificar o objeto de aprendizagem no site dc.unifil.br/npac em temas abordados, no link objeto de aprendizagem e Objeto de Aprendizagem voltado para o ensino do Diagrama de Caso de Uso, da qual utiliza um estudo de caso para orientar o estudante, finalizando com exercícios práticos e interativos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. D.F. Audino e R.S. Nascimento, Objetos de Aprendizagem: Diálogo entre conceitos e uma nova proposição aplicada à educação, Santa Catarina: Revista Contemporânea de Educação, jul/dez 2010, v.5, n.10, pp. 128-148. 2. D. Ausubel et al., Psicologia Educacional, Rio de Janeiro: Interamericano, 1980. 3. M.A. Moreira e E.F.S. Masine, Aprendizagem Significativa: A teoria de David Ausubel, São Paulo: Centauro Editora, 2002.
4. R.S. Pressman, Engenharia de Software, 6 ed., São Paulo: McGraw-Hill, 2006. 5. L.M.A. Santos, M.L.P. Flores e L.M.R. Tarouco, Objetos de Aprendizagem: Teoria instrutiva apoiada por computador, Porto Alegre: Revista Novas Tecnologias na Educação, v.6, n.2, 2007, pp. 1-10. 6. S.S. Tanaka, "O Poder da Tecnologia de Workflow e dos Mapas Conceituais no Processo de Ensino e Aprendizagem da UML", Dissertação de Mestrado em Ciência da Computação, Universidade Estadual de Londrina, 2011. 7. L.M.R. Tarouco, M.J.M. Fabre e F.R. Tamusiunas, Reusabilidade de objetos educacionais, Revista Novas Tecnologias da Educação, 2003, Disponível em: <http://www.nuted.ufrgs.br/oficinas/criacao/marie_reusabilidade.pdf>, Acesso em: 15 mai. 2013. 8. M.L. Barbosa et al., Mapas Conceituais na Avaliação da Aprendizagem Significativa, Rio de Janeiro: XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2005, Disponível em: <http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/cd/resumos/t0028-2.pdf>, Acesso em: 15 mai. 2013. 9. T. Pender, UML: A Bíblia, Rio de Janeiro: Elsevier, 2004. 10. W. Spinelli, Os Objetos Virtuais de Aprendizagem: Ação, Criação e Conhecimento, 2007, Disponível em: <http://www.lapef.fe.usp.br/rived/textoscomplementares/textoimodulo5.pdf>, Acesso em: 13 mai. 2013. 11. L. Ramos, A. Porto e S. Goulart, Um olhar comprometido com o ensino de ciências, 1 ed., Belo Horizonte: Editora Fapi, 2009. 12. W. Longmire, A primer on learning objects, American Society for Training & Development: Virginia, 2001.