ONTOBRAS Seminário de Pesquisa em Ontologia do Brasil Uma Análise do Uso da Ontologia IMS LD na Construção de Modelos Conceituais para E-learning Francisco Hélio de Oliveira (IF BAIANO) Laís do Nascimento Salvador (UFBA) Renato Novais (IFBA) Universidade Federal da Bahia 1
Agenda Introdução Ontologias e UML Experimento Resultados Trabalhos futuros Conclusão 2
Introdução Problema Poucos dados experimentais do uso de ontologia de domínio na modelagem conceitual. Motivação Vasilecas et al. (2009) afirmam que o uso de ontologia pode reduzir a custo da modelagem conceitual. Proposta do estudo Experimento controlado Ontologias de domínio como ferramenta (documento de requisitos) Obter modelo conceitual mais correto (diagrama de classe UML) 3
Ontologia Ontologia é uma descrição formal de um domínio do discurso, e destinase a partilhar conhecimento entre diferentes aplicações, é expressa em uma linguagem que pode ser usada para o raciocínio [Noy 2004]. Ontologia IMS LD Ontologia IMS LD [Amorin et al. 2006] Criada para a modelagem conceitual de projetos educacionais. Principais características o desenvolvimento de uma estrutura que apoia a diversidade pedagógica e inovação promover o intercâmbio e a interoperabilidade de materiais de e- learning. 4
Ontologia OWL e Modelo Conceitual Modelo conceitual pode ser entendido como uma abstração da realidade de acordo com uma determinada conceptualização. [Guizzardi 2005]. Ontologia OWL e UML tem conceitos similares. Ex. Tabela 1 Elementos comuns entre OWL e UML [ODM 2009] Classe OWL Classe UML indivíduo Propriedade de objeto instância associação Taxonomia herança 5
Ontologia OWL e Modelo Conceitual Figura 1: taxonomia da ontologia ims ld. Taxonomia (SubClassOf) Parte da ontologia IMS LD na codificação Manchester ObjectProperty: act-ref Domain: Play Range: Act. 6
Tabela 2: Goal, Question, Metric.. Experimento controlado Objetivos do Estudo (GQM) Objeto do estudo Diagramas de classe Próposito Foco de qualidade Ponto de vista Caracterizar o impacto da adoção de ontologias na modelagem conceitual Corretude na modelagem do domínio, tempo Desenvolvedor, analista de sistemas Contexto Análise de desenvolvimento de software e, alunos de graduação e pós-graduação, H0: A abordagem baseada em ontologia produz profissionais artefato mais correto que a abordagem sem ontologia. H1: A abordagem baseada em ontologia diminui o tempo gasto na construção do modelo conceitual 7
Experimento Documentos: taxonomia da ontologia, requisitos, ontologia Manchester Participantes: 13 pessoas (aluno de graduação, profissional) divididos em 2 grupos (GE e GC) Tarefas: Encontrar corretamente, de acordo com o oráculo (modelo conceitual do nível A da especificação ims ld) T1 classe, T2 Herança, T3 Associação, T4 Composição, T5 Agregação Métrica: Para cada acerto será contado x pontos, cada erro x pontos. 8
Figura 2: Tarefas por grupo. Resultados 9
Resultados Figuras 3: Resultado para variável corretude 10
Fatores limitantes 1) A ausência de outros elementos que compõem um diagrama UML, por exemplo, a relação de dependência; 2) O uso de apenas uma ontologia: a IMS LD; 3) Somente a avaliação do diagrama de classe de análise UML como modelo conceitual; 4) Não tratamento de outros elementos da ontologia como os axiomas. Trabalhos futuros 1) Expandir o experimento considerando outras tarefas a serem desenvolvidas incluindo outros elementos UML; 2) Aprofundar o estudo e avaliação de sistemas de outra natureza. 11
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Bibliografia Amorim, R., Lama, M., Sánchez, E., Riera, A., and Vila, X. A. (2006) Learning Design Ontology based on the IMS Specification, In: Journal of Educational Technology Society, pages 38-57. Guizzardi, G. (2005) Ontological Foundations For Structural Conceptual Models, CTIT PhD.-thesis series, No. 05-74 ISSN 1381-3617; No. Centre for Telematics and Information Technology, University of Twente. Horridge, M. (2011) A Practical Guide To Building OWL Ontologies Using Protégé 4 and CO-ODE Tools, University of Manchester. Noy, N. F. (2004) Semantic Integration: a Survey of Ontology Based Approaches, In: SIGMOD Record, ACM Press, 33, pages 65-70. ODM - Ontology Definition Metamodel (2009). OMG (Object Modeling Group), disponível em: http://www.omg.org/spec/odm/1.0/, acesso em: Junho de 2014. Vasilecas, O., Kalibatiene, D. and Guizzardi, G. (2009) Towards a Formal Method For The Transformation of Ontology Axioms to Application Domain Rules, Information Technology and Control Vol. 38, No.4 13