Co-autoria Distribuída de Cursos na Internet

Revista Brasileira de Informática na Educação – Número 6 – 2000
Co-autoria Distribuída de Cursos na Internet
Carlos André Guimarães Ferraz1, Fernando Antonio Mota Trinta2,
Rodrigo Cavalcanti de Macêdo2, Rogério Cysne Araújo2
E-mail: {cagf, famt, rcdm, rca}@di.ufpe.br
Universidade Federal de Pernambuco
Departamento de Informática
Cx. Postal 7851, CEP 50.732-970, Recife – PE – Brasil
Fone: (081) 271-8430, Fax: (081) 271-8438
RESUMO
Atualmente, aplicações da Web para fins de Educação a Distância constituem um dos campos
de maior pesquisa para educadores. Este artigo apresenta os principais requisitos para suporte
a co-autoria de aulas na Web. Esses requisitos envolvem um alto grau de complexidade e o
processamento distribuído de informações, levando a busca de soluções através do paradigma
de objetos distribuídos. Esta abordagem se dá pela própria natureza distribuída que a Internet,
bem como aplicações de educação a distância possuem, associada a falta de um suporte
apropriado para a criação de aplicações distribuídas na Web.
Palavras-chave: Educação a Distância, Objetos Distribuídos, Co-autoria, Web.
ABSTRACT
Nowadays, Web-based Distance Learning Applications constitute an important research area
for educators. This paper presents the major requirements for the support of Web-based coauthoring of classes for distance learning. Those requirements involve a high degree of
complexity and the distributed processing of information, which lead to the search for
solutions using the Distributed Object Paradigm. This approach is encouraged by the natural
distribution of the Internet, as well as of Distance Learning Applications, associated with the
lack of an appropriate support to develop distributed applications on the Web.
Keywords: Distance Learning, Distributed Objects, Co-authoring, Web.
1
Professor Adjunto I do Departamento de Informática da Universidade Federal de Pernambuco.
2
Aluno de Mestrado do Departamento de Informática da Universidade Federal de Pernambuco.
Revista Brasileira de Informática na Educação – Número 6 – 2000
1. Introdução
O aprendizado com auxílio do computador tem sido empregado com êxito há um certo tempo.
Software educacional utilizando recursos multimídia vem ajudando cada vez mais alunos e
professores a tornarem o processo de aprendizado mais fácil, rápido e eficiente.
Com o advento e a rápida expansão da Internet, novas aplicações estão sendo estudadas para a
rede, dentre elas, as de Educação a Distância – forma de aprendizado onde instrutores e
aprendizes podem estar separados no tempo e espaço.
O potencial da Internet, no caso específico da WWW (World Wide Web), é visto por muitos
pesquisadores como um futuro meio de aprendizado que tende a complementar, ou até
revolucionar, as formas tradicionais de ensino.
Atualmente existem experiências de utilização da Web como veículo para a Educação a
Distância. Como exemplos, podemos citar o projeto denominado AulaNet (Pontifícia
Universidade Católica do Rio de Janeiro [PUC-Rio], 1999; CRESPO et al., 1998) e o Projeto
Virtus (Universidade Federal de Pernambuco [UFPE], 1999).
Embora muitas dessas experiências venham sendo realizadas com sucesso, há muito a evoluir,
tanto em tecnologias (redes e multimídia), quanto em metodologias para a utilização da Web
para Educação a Distância. Muitos dos ambientes e sistemas que atualmente se propõem a
realizar Educação a Distância na Web baseiam-se exclusivamente no modelo de um Website3
com material didático exposto na forma de páginas HTML(HyperText Markup Language) e a
comunicação entre aprendizes e instrutores dando-se de forma assíncrona (e-mail, fóruns de
discussão e grupos de notícias). Estes ambientes já proporcionam um avanço sobre os
métodos tradicionais de ensino a distância, como cursos por correspondência e televisão,
porém alguns pontos como a interação entre as partes instrutor/aprendiz, aprendiz/aprendiz e
instrutor/instrutor, ainda são muito ineficazes, e precisam ser melhorados.
Uma visão mais adequada para a Educação a Distância através da Web é a de “comunidades
virtuais”, através das quais, grupos de instrutores cooperam entre si para produzir cursos,
materiais, etc. para grupos de aprendizes, utilizando recursos que não são só páginas HTML,
mas também mídias contínuas como vídeo e áudio, melhorando a qualidade do
ensino/aprendizado.
Este artigo trata da visão supracitada, enfocando o suporte a co-autoria de cursos por parte de
instrutores. Através do mesmo, é proposta uma abordagem para o suporte a utilização de
recursos como vídeo, áudio, entre outros, através do paradigma de objetos distribuídos.
Nas seções seguintes, Educação a Distância e suas aplicações na Web são apresentadas. Em
seguida, é realizada uma breve explanação sobre objetos distribuídos, e por fim, é mostrado
um cenário de co-autoria a distância na Web utilizando objetos distribuídos.
2. Educação a Distância
A Educação a Distância é a forma de aprendizado onde instrutor e aprendiz estão separados
no tempo e/ou espaço durante todo ou parte do processo de aprendizagem. Sua aplicação é
3
Website: conjunto de páginas HTML relacionadas, que tem por objetivo divulgar um assunto, empresa.
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uma alternativa para a obtenção de conhecimento fugindo às tradicionais formas de ensino,
principalmente para pessoas que não têm acesso a essas formas tradicionais.
A Educação a Distância existe há bastante tempo. As primeiras experiências ocorreram
através dos cursos por correspondência. Mais recentemente, a evolução das tecnologias de
comunicação, juntamente com o surgimento da multimídia interativa, proporcionaram novos
experimentos para a Educação a Distância (NUNES et al., 1998). Hoje é possível encontrar
cursos de línguas em CD-ROM, com recursos que permitem, por exemplo, corrigir a
pronúncia do aprendiz pelo software. Ao mesmo tempo, o avanço das comunicações
viabilizou a realização de aplicações de tempo real como áudio e/ou videoconferência,
proporcionando uma melhora considerável na interação entre instrutor e aprendiz, servindo
para, com isso, diminuir a distância entre as partes.
A utilização da Educação a Distância têm seus benefícios, assim como suas deficiências.
Dentre as principais vantagens na utilização do ensino a distância, podemos citar a facilidade
de acesso ao conhecimento, o compartilhamento de recursos tendo como conseqüência a
diminuição de custos, dentre outras inúmeras vantagens.
Os maiores problemas da Educação a Distância estão nas questões de comunicação e
interação entre as partes envolvidas. Segundo pesquisadores, as formas tradicionais de ensino
a distância não permitem que, por exemplo, grupos de professores interajam com grupos de
aprendizes, pois a comunicação geralmente só é possível na forma de um-para-um.
Hoje em dia, estes mesmos pesquisadores procuram trabalhar utilizando a visão de
comunidades virtuais (CARVER, 1999) de aprendizado, onde grupos de instrutores criam
aulas e passam conhecimento para grupos distribuídos de aprendizes. Diferentes grupos de
aprendizes também podem trocar informação com a finalidade de estender seus
conhecimentos, trocar experiências, etc.
3. A Educação a Distância e a Web
A aplicação da Internet, em especial a Web, para fins de Educação a Distância é um dos
campos de maior pesquisa atualmente por parte de educadores. Vários são os fatores que
contribuem para este entusiasmo, como a rápida expansão da rede, inerente distribuição dos
documentos, etc.
Outras vantagens que contribuem para a Internet como meio para a Educação a Distância são:
a) Facilidade de acesso (LAWHEAD et al., 1997): são vários os provedores de acesso a
Internet, sem contar com a forte tendência que todo computador esteja conectado “fulltime” a Internet num futuro não muito distante;
b) Diminuição de custos com a educação (HARRIS, 1999): a utilização de cursos de longa
distância requer investimentos bem mais modestos do que os gastos com educação
tradicionais, como construção de escolas e faculdades, gastos com viagens para cursos,
etc.;
c) Possibilidade de customização do processo de aprendizado (AUSSERHOFER, 1999):
Alunos podem estudar em horários que se sintam melhor, em casa, com uma carga de
trabalho diferente e adequada a cada tipo de aluno;
d) Aumentar a capacidade de interação entre instrutores e alunos: Através da utilização
do correio eletrônico, das listas de discussão e grupos de notícias, o processo de troca de
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informações entre instrutor/aluno acontece de uma maneira mais efetiva do que nas
formas mais antigas de ensino a distância, onde praticamente não havia interação;
e) Interesse por parte de desenvolvedores de software (HARRIS, 1999): No começo,
apenas instituições acadêmicas vinham realizando pesquisas sobre a utilização da Web
para Educação a Distância. Agora, empresas desenvolvedoras de software já vêem na
Educação a Distância pela Web uma grande possibilidade para a venda de produtos
relacionados com a área;
f) Tecnologia adequada (HARRIS, 1999): Embora a Web não tenha sido inicialmente
projetada para aplicações de Educação a Distância (principalmente devido ao problema de
escalabilidade), o uso das tecnologias atualmente presentes na rede, já possibilita a
realização de aulas a distância;
g) As correções e atualizações são bem mais simples (Universidade Federal do Rio Grande
do Sul [UFRGS], 1999): Diferentemente de um livro, que para ser alterado precisa de um
processo demorado de editoração e revisão, as alterações na Web são realizadas de forma
digital, rápida e eficaz; são possíveis diversos meios de comunicação, tais como texto,
imagens, comunicação entre professores, professores e alunos, e entre alunos;
h) Feedback ao aluno (UFRGS, 1999): O aluno tem mais facilidade de verificar como está
seu rendimento, fazer comparações e verificar no que pode melhorar.
Diante de todos estes fatores, muito tem sido estudado para dar um melhor suporte a
aplicações de Educação a Distância. Dentre estes estudos tem sido pesquisado a utilização de
objetos distribuídos, que será relatado na próxima seção.
4. Objetos distribuídos e a Web
Inicialmente, a Web surgiu como um meio para publicar e disseminar documentos eletrônicos
estáticos. Consequentemente, a Web se tornou um grande servidor de arquivos encontrados
através de URLs (Uniform Resource Locators) que são apontadores para recursos na Internet,
como páginas HTML por exemplo. Em seguida, tornou-se um pouco mais interativa com a
introdução das aplicações CGI (Common Gateway Interface) que possibilitam a geração
automática de documentos. Porém, dentre outros problemas, programas CGI são lentos e
ineficientes, não sendo considerados como uma solução apropriada para implementar
aplicações cliente/servidor modernas. A evolução continua e o mais recente paradigma
utilizado pela indústria de software para desenvolvimento de aplicações cliente/servidor na
Web é a tecnologia de objetos distribuídos. Os objetos distribuídos constituem um modelo
inovador que está redefinindo a forma com que desenvolvemos, empregamos, mantemos, e
vendemos aplicações cliente/servidor (ORFALI & HARKEY, 1998). Os objetos dividem os
clientes e servidores em componentes de software inteligentes que atuam juntos através das
redes com o objetivo único de prover os serviços de uma aplicação para seus usuários.
Uma das tecnologias de objetos distribuídos para a Web mais difundida atualmente é CORBA
- Common Object Request Broker Architecture (Object Management Group [OMG], 1999),
desenvolvida por um consórcio de empresas denominado OMG, com a finalidade de prover
uma infra-estrutura padrão para suporte a aplicações distribuídas e, por isso, vem sendo usado
no desenvolvimento da nova geração de aplicações cliente/servidor para a Web.
CORBA provê um mecanismo de distribuição independente de plataforma de hardware e
software. Em conseqüência, permite que a implementação dos componentes da aplicação seja
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feita com a linguagem de preferência do desenvolvedor, garantindo que eles possam executar
em diversos sistemas operacionais, além de interoperar através de redes heterogêneas.
CORBA também provê toda uma infra-estrutura para permitir que os vários componentes de
uma aplicação enviem e recebam requisições e respostas de serviços de forma transparente em
um sistema distribuído. Finalmente, CORBA é orientado a objetos, beneficiando-se de todas
as características desse paradigma que vem mostrando ser bastante útil para o
desenvolvimento de sistemas, como polimorfismo, herança e encapsulamento.
Dentre as principais vantagens que os sistemas podem obter dos objetos distribuídos,
podemos destacar:
a) Processamento distribuído - Esta funcionalidade permite que o processamento seja
realizado em vários computadores, melhorando o desempenho do ambiente de forma geral
(COULOURIS et al., 1996);
b) Tolerância a falhas – Os serviços da aplicação podem ser realizados por um conjunto de
servidores (redundantes) em vez de apenas um. O sistema torna-se, portanto, mais
tolerante a falhas uma vez que o não funcionamento de um dos servidores não acarreta na
ausência completa daquele serviço no sistema (COULOURIS et al., 1996);
c) Mecanismos de busca de informação - Isto envolve dois aspectos: realizar as consultas e
construir dinamicamente resultados. Os dados das páginas (texto, som, imagens, "links",
etc.) tornam-se resultado de consultas eliminando o gargalo causado anteriormente pelo
programas CGI (OROSCO et al., 1999);
d) Elaboração conjunta de documentos – O suporte distribuído de CORBA, possibilitando
a cooperação entre os componentes do sistema, permite, de uma forma mais simples, a
elaboração documentos em parceria para incentivar a colaboração e promover o
aprendizado (OROSCO et al., 1999). A colaboração entre os componentes pode ser vista
como sendo um dos grandes trunfos dessa nova arquitetura.
e) Adaptabilidade – Podemos definir adaptabilidade como a capacidade do sistema de se
tornar o mais adaptável possível ao usuário e a suas necessidades (OROSCO et al., 1999).
f) Extensibilidade – Utilizando a tecnologia de objetos distribuídos, o ambiente torna-se
capaz de incorporar novas funcionalidades sem mudanças profundas em outras partes dele
(OROSCO et al., 1999).
A seguir, utilizaremos tal paradigma para uma visão sobre co-autoria de aulas na Web.
5. A Co-autoria de aulas na Internet
Um aspecto em particular da Educação a Distância foi de interesse dos autores: a autoria dos
conteúdo de aulas disponibilizadas na Web.
Como explicado anteriormente, a Educação a Distância na Web, por razões como a facilidade
de acesso, tem como uma de suas principais vantagens em relação a outras formas de ensino a
distância, a aprendizagem cooperativa, onde o processo de aprendizado é realizado através de
esforços colaborativos de grupos de alunos que, trabalhando juntos em uma dada tarefa,
alcançam um objetivo comum.
A idéia de grupo e trabalho cooperativo anteriormente estava vinculada apenas a grupos de
alunos, onde tarefas eram divididas entre seus integrantes, e no final o trabalho de todos era
reunido, formando com isso uma solução mais completa. Na Internet, esta idéia é semelhante,
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com a diferença que os integrantes do grupo estão fisicamente separados, distribuídos
geograficamente.
A colaboração pode se estender não só a grupos de alunos, mas também a grupos de
instrutores e autores de cursos. Através da rede, a experiência de diferentes professores, de
diferentes lugares, podem ser somadas com o objetivo de produção de materiais de aula com
conteúdo ainda mais completo.
Atualmente, chega até a ocorrer uma pseudo-colaboração entre autores de material didático,
porém de uma forma não adequada. Quando por exemplo, um autor associa links ao seu site
para outros que contêm material que servirão de apoio ou relacionados ao conteúdo de seu
site, o mesmo está objetivando alcançar um conteúdo mais completo para seu próprio
material. Porém, não há realmente colaboração entre os autores.
O que se pensa como real colaboração entre autores de material para ensino a distância se
daria na forma de discussões, troca de informações, construção simultânea de material
didático e apresentação compartilhada de aulas aos alunos por parte de um ou mais autores. A
idéia passada reforça a utilização do termo “comunidade virtual”, onde comunidades virtuais
de professores interagem com comunidades virtuais de alunos.
A questão da co-autoria vai além da criação do próprio material do curso. Através da Internet,
alunos podem ter acesso a informações relativas às aulas e cursos que vão além daquelas que
lhe são passadas nos mesmos. Muitas dessas informações são muito relevantes, e seria de
grande valia que as mesmas fossem incorporadas ao conteúdo dos cursos, de modo que todos
os alunos tenham acesso a estas novas informações, promovendo com isso uma constante
renovação dos materiais dos cursos. Através de suas contribuições, o aluno pode se sentir
estimulado a participar de um ambiente que se utilize desta característica de autoria. A idéia é
permitir aos alunos produzir seus próprios materiais de curso. Para tanto, faz-se necessário
que todos os recursos que são disponibilizados a instrutores para criação de cursos também
possam ser utilizados por alunos, com ou sem distinção ou restrições.
Além destas possibilidades, o conteúdo das aulas dos cursos também é um fator que merece
atenção para autores. Atualmente, os recursos utilizados por autores de cursos na Web
baseiam-se em páginas HTML. Outros autores disponibilizam seu material em forma de
documentos vinculados a programas específicos, como o Microsoft® Word ou Microsoft®
PowerPoint. Estes então devem ser estudados pelos aprendizes off-line, sem estarem
conectados à rede.
A maior parte do material divulgado nas formas citadas anteriormente são baseadas em texto,
gráficos e imagens estáticas. A utilização de mídias contínuas, como vídeo e áudio, é quase
inexistente. Deve ser permitido ao autor de um curso inserir em suas aulas, trechos de áudio e
vídeo, pois tais recursos facilitam em muito o aprendizado.
Estes requisitos para co-autoria de aulas envolvem um grau de complexidade bastante alto e
um processamento distribuído de informações que levaram os autores a buscar soluções
através do paradigma de objetos distribuídos. Esta abordagem se faz necessária pela própria
natureza distribuída que a Internet possui, associada à atual falta de suporte apropriado para a
criação de aplicações distribuídas na Web.
Através desta abordagem, o ambiente para realização de co-autoria deve ser formado por
vários objetos, que devem compor aplicações que processam dados espalhados por vários
servidores na rede. Os recursos podem ser vídeos de assuntos correlatos às aulas,
transparências ao estilo PowerPoint, páginas HTML ou quaisquer outros recursos que possam
ser levados aos alunos por meio de seus professores às aulas. Como exemplo, imagine o
cenário descrito pela Figura 1.
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Web
Repositório de
Slides
Repositório de
Documentos
Repositório de
Áudio
Vídeo
sob demanda
Repositório
de Vídeo
Gerenciador
de Vídeo
Repositório de
Slides
Servidor Compartilhado
de Autoria
Gerenciador
de Slides
Gerenciador Local
de Imagens
Objeto
Autor 1
(Chat)
Repositório de
Aulas
Autor 2
(Chat)
Repositório de
Imagens
Base de Dados
Figura 1 - Utilização de objetos distribuídos para co-autoria de aulas na Web
A figura 1 apresenta um possível cenário onde autores interagem através de objetos
distribuídos. Os autores utilizam um objeto que serve como servidor compartilhado para
autoria das aulas. Este objeto fornece suporte para que os autores montem as aulas, e utilizem
os recursos desejados por cada um dos participantes. Na figura, temos dois autores, que
interagem por meio de chat, mas que poderiam se comunicar por áudio ou videoconferência,
de acordo com os recursos disponíveis (largura de banda da rede, por exemplo).
Os recursos por sua vez, encontram-se espalhados pela Web, no papel de servidores de vídeos,
repositórios de imagens, áudio, slides e demais recursos. Objetos distribuídos são utilizados
como gerenciadores para cada recurso, sendo que estes também podem encontrar-se local ou
remotamente.
Na figura 1, mostra-se que o autor 1 utiliza o gerenciador de vídeo para incorporar a
possibilidade de vídeo sob demanda na aula. O autor 2, por sua vez, utiliza um gerenciador de
slides para ter acesso a slides previamente definidos, armazenados em bases de dados
remotas. Note-se que com a utilização de objetos distribuídos, estes recursos podem estar
replicados, possibilitando com isso uma melhor utilização de recursos e melhoria de
desempenho, através do balanceamento de utilização de servidores por parte dos usuários.
O autor 2 também tem acesso a uma base de dados de imagens, que pode ser acessada através
de um gerenciador de imagens local a este autor, ressaltando-se que há transparência em
relação a localização dos objetos utilizados, ou seja, o objeto cliente utilizado por um autor se
conecta a objetos servidores independentemente de suas localizações na rede – transparência
de localização, entre outras, é suportada por plataformas de distribuição como CORBA.
O servidor compartilhado de autoria ainda tem como função, o armazenamento das aulas em
uma base dados, para que as mesmas possam ser utilizados posteriormente pelos próprios
autores ou por terceiros.
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6. Conclusões e Trabalhos futuros
Neste trabalho mostra-se a importância dada à Educação a Distância e sua utilização na Web.
Mostra-se também que os atuais ambientes que utilizam a Web para Educação a Distância,
embora obtenham algum sucesso, ainda apresentam alguns problemas, principalmente falta de
interação entre professores e alunos. Um dos pontos ressaltados no trabalho é a possibilidade
da cooperação entre grupos de autores de aulas e cursos através da Web.
Para tanto, é apresentada uma abordagem para co-autoria de cursos através de objetos
distribuídos. Um protótipo está sendo desenvolvido, utilizando tecnologias como Java e
CORBA para realizar a visão de co-autoria descrita neste artigo. Tal protótipo permite que
várias pessoas possam conversar através de um chat baseado em texto, e possibilita a criação
de aulas formadas por várias transparências (semelhantes às do PowerPoint). Cada autor pode
criar transparências e submeter à avaliação dos demais, para que possam ser melhoradas e
corrigidas se necessário.
A visão apresentada neste artigo é o resultado de pesquisas, que propõem uma alternativa para
o suporte à Educação a Distância através do paradigma de objetos distribuídos no
Departamento de Informática da Universidade Federal de Pernambuco.
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