desenvolvimento de objetos de aprendizagem - ICEB-UFOP

 DESENVOLVIMENTO DE OBJETOS DE APRENDIZAGEM: UM RELATO DA EXPERIÊNCIA DA EQUIPE RIVED/UFOP (1)
Felipe Rogério Pimentel 1, Elton José da Silva 2
Dep.de Matemática, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Brasil, [email protected]
2
Dep.de Computação, Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Brasil, [email protected]
1
Resumo­ Neste trabalho são apresentados alguns dos resultados da participação dos autores deste artigo no projeto RIVED/MEC (Rede Interativa Virtual de Educação). Apresentamos o desenvolvimento de Objetos de Aprendizagem (OAs) [1], [2] para o ensino de Trigonometria, a serem utilizados, principalmente, por alunos da primeira série do ensino médio. A equipe interdisciplinar, composta por professores e alunos dos departamentos de matemática e ciência da computação da UFOP, trabalhou de forma integrada cumprindo as seguintes etapas: a confecção do design pedagógico [9] sobre o tema a ser tratado, a modelagem da interface/interação que detalha o formato e as ações presentes no objeto, a implementação dos objetos propriamente ditos, a elaboração do Guia do Professor, para auxiliá­lo na utilização dos objetos em sala de aula e, finalmente, a avaliação dos objetos construídos.
Palavras­chave: RIVED, Objetos de Aprendizagem, Trigonometria, Processo de Desenvolvimento.
Área temática: Sistemas de gestão do conhecimento (e­learning).
1. Introdução
O trabalho de desenvolvimento de OAs esteve inserido em um projeto maior, denominado ”Inclusão digital baseada na Educação e Pesquisa” [3], coordenado pelo professor do Departamento de Física da UFOP, Américo T. Bernardes, e que seguiu uma política educacional do MEC. O projeto de inclusão digital teve por objetivo o desenvolvimento de ações contínuas de: (a) desenvolvimento institucional; (b) suporte e apoio para implementação de uma política de desenvolvimento de sistemas; (c) desenvolvimento de metodologia de ensino­
aprendizagem e instrumentos pedagógicos; (d) prospecção de novas tecnologias; (e) desenvolvimento de conteúdos para diversas mídias; (f) capacitação e qualificação de profissionais para a produção multidisciplinar de tecnologia educacional, para sua gestão e IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
uso crítico e criativo; (g) promoção de estudos e pesquisas, bem como acompanhamento das tendências e (h) o desenvolvimento de tecnologias e metodologias para a educação a distância no país e no exterior. O projeto RIVED/UFOP(2), descrito em linhas gerais na seção 2 integrou­se ao projeto maior [3] principalmente através da ação (c) descrita acima. Nas seções seguintes apresentamos: uma descrição do Projeto RIVED/UFOP, a elaboração do Design Pedagógico, a Modelagem da interface/interação, a implementação dos Objetos de Aprendizagem(3), a elaboração do Guia do Professor, alguns exemplos ilustrativos de objetos desenvolvidos e os instrumentos de avaliação utilizados. Finalmente, são apresentadas as principais conlcusões e sugestões para trabalhos futuros.
España, 14-18
2. O Projeto RIVED/UFOP
Para a execução da ação (c) do Projeto de Inclusão Digital descrito na seção 1, foram selecionadas oito equipes de diversas instituições de ensino do país, além da equipe da UFOP, composta por dois professores orientadores e cinco alunos dos departamentos de matemática e computação desta instituição. A implementação da ação (c) foi dividida em duas fases: (1) capacitação de alunos e professores e (2) construção dos Objetos de Aprendizagem. Na fase (1), todas as equipes participaram de um curso sobre “Como Construir Objetos de Aprendizagem, segundo a metodologia RIVED”. Esse curso foi realizado totalmente a distância usando­se a plataforma E­Proinfo e sob a coordenação do Ministério da Educação. Nesta fase a equipe construiu OAs como parte integrante das atividades propostas pelo curso. Os objetos construídos nesta fase, hoje fazem parte dos dois módulos educacionais completos [1], [2], já publicados na página do Rived. Cada uma das etapas envolvidas na construção dos objetos é descrita nas seções seguintes.
3. Elaboração do Design Pedagógico
De acordo com [7] e [9] “o Design Pedagógico é um docu­
mento que descreve, em linhas ge­
rais, as idéias dos autores para um determinado módulo. Ele traz os obje­
tivos educacionais, o tema central e as atividades/estratégias de aprendi­
zagem para o aluno. A elaboração do design pedagógico é a tarefa inicial no processo de desenvolvimento de um módulo educacional, e permite a equipe pedagógica fazer um esboço das atividades de ensino/aprendiza­
gem”. As principais atividades envolvidas nesta fase foram: a escolha dos tópicos abordados nos OAs, o escopo do módulo, a definição IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
dos níveis de interatividade dos objetos e a definição das diversas atividades do módulo. A escolha dos tópicos dos OAs produzi­
dos pela equipe UFOP foram: as aplicações da trigonometria em problemas do mundo real; a reprodução dos gráficos das funções trigonométricas a partir do círculo trigonomé­
trico e a ilustração geométrica de algumas propriedades das funções trigonométricas. O motivo da escolha desses tópicos deveu­se ao fato de estes temas serem abstratos e de difícil compreensão e assimilação pela maioria dos estudantes do ensino médio.
Para cada atividade do módulo, algumas perguntas importantes sugeridas pela coordenação do projeto RIVED foram respondidas (Figura 1). Essas perguntas ajudaram a equipe RIVED/UFOP a fazer uma avaliação inicial dos OAs que estavam sendo concebidos.
1. Considere cada idéia para as atividades. Ela ensina apenas um conceito? Ela pode ensi­
nar 3 ou 4 conceitos se abordados em ou­
tras perspectivas (a atividade pode ser reu­
tilizada num contexto diferente?).
2. As atividades permitem espaço para serem exploradas além das fronteiras de suas idéias originais? Ou os alunos estão confi­
nados a um caminho pré­determinado?
3. Como as atividades devem ser conduzidas e organizadas (que contexto, individualmente ou em grupo)?
4. Como os alunos serão motivados a fazer as atividades?
5. Como os resultados das atividades serão avaliados?
6. Caso existam, quais as questões para refle­
xão, ou questões intrigantes ou provocati­
vas que se aplicam a cada atividade?
7. Que benefícios as atividades no computador vão trazer para os alunos em oposição às aulas tradicionais e livros texto?
8. Quem mais pode se interessar por este mó­
dulo? (Considere os professores de sua área de outras séries, professores de ou­
España, 14-18
tras áreas, instrutores de treinamento de empresas)
Figura 1 – Perguntas do Design Pedagógico para avalia­
ção inicial das atividades dos OAs [7]
4. Modelando a interface/interação
A obtenção de bons objetos interativos depende da habilidade da equipe produtora de entender e avaliar – e conseqüentemente melhorar – o produto durante o processo de desenvolvimento. Este entendimento depende, em grande parte, da forma como o projeto do objeto está representado. A necessidade de técnicas de representação efetivas (tais como roteiros, árvores de menus, storyboards etc) é fundamental no desenvolvimento de software que envolve grupos interdisciplinares de trabalho para a produção de objetos.
Devido à natureza interdisciplinar do projeto dos OAs, os roteiros e as árvores se menus serviram como importantes veículos de comunicação entre as pessoas envolvidas no projeto, e não somente aos programadores dos objetos.
4.1. Construção de Roteiros
Para a modelagem de objetos, a equipe coordenadora do RIVED sugere a construção de roteiros. Segundo [7], “o roteiro é um ins­
trumento essencial para o planejamento de qualquer produção multimídia ou de vídeo. A elaboração do roteiro ajuda a visualizar o pro­
duto final e pode reduzir frustrações e o tem­
po de produção. Além de mostrar as telas in­
dividuais (cenas no caso de vídeo), o roteiro também mostra as seqüências de telas. Por isso pode­se dizer que ele funciona, para a equipe de produção, como um mapa do que se quer produzir”. A Figura 2 a seguir ilustra um roteiro para um dos objetos desenvolvidos por nossa equipe:
Figura 2: Exemplo de roteiro de um dos OAs produzidos
4.2. Árvores de Menus
Para muitas aplicações, uma árvore de menus é uma boa forma de representar um conjunto de opções. Como técnica de especificação de interface ela é bastante poderosa, pois apresenta de forma resumida aos usuários, projetistas, programadores e outras pessoas da equipe, a estrutura completa e detalhada do sistema. Uma árvore de menus apresenta a estrutura dos menus por inteiro, de uma só vez, facilitando a checagem de consistência, completude, ambigüidade e redundância [4]. Na Figura 3 apresentamos a estrutura final de um dos módulos desenvolvidos por nossa equipe. Esta estrutura foi modelada através de uma árvore de menus.
Figura 3 – Estrutura da árvore de menus de um dos módulos desenvolvidos
5. Implementação dos OAs
Os objetos foram implementados no ambiente Macromedia Flash 8.0, utilizando­se IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
España, 14-18
da linguagem Action Script 2.0. A nossa equipe seguiu o modelo de documentação de código proposto pela Macromedia [6]. Durante o desenvolvimento, a equipe de programadores utilizou o OriOn [5], um ambiente virtual de discussão, para registro das alterações no código dos objetos que estavam sendo desenvolvidos. Esse tipo de registro é de fundamental importância na captura do design rationale da construção dos objetos e na integração final dos objetos construídos.
É importante lembrar também que os objetos desenvolvidos seguem os padrões visuais definidos pelo RIVED [7].
6. Elaboração do Guia do Professor
O “Guia do Professor” é um manual útil de orientação na navegação correta e completa dos módulos. Ele auxilia o professor na condução das atividades que os alunos deverão executar, dando suporte tanto pedagógico quanto operacional. De acordo com [7], “o guia do professor, além de sugerir a condução da atividade em sala, também tem o propósito de enriquecer a formação do professor. Nesse sentido este documento não se limita a instruções básicas de como utilizar a atividade, mas vai além oferecendo apoio com um aprofundamento das questões de conteúdo e pedagogia”. Os autores das atividades, ao elaborarem as estratégias de aprendizagem, antecipam as possíveis reações que os alunos poderão apresentar ao interagir com o material. Dessa forma, para facilitar o trabalho do professor com os alunos, os autores previnem o professor sobre concepções errôneas mais comuns e oferecem no guia estratégias e rotas de aprendizagem alternativas [7].
tema de Trigonometria. No primeiro módulo são apresentadas as noções básicas de arcos e ângulos; o círculo trigonométrico; as definições das funções trigonométricas fundamentais (seno, cosseno e tangente) e seus respectivos gráficos. Além da exposição teórica, estão incluídas também atividades de verificação de aprendizagem para o aluno. No segundo módulo são exploradas algumas das principais propriedades das funções trigonométricas que abordam os conceitos de amplitude e período que serão amplamente utilizados na construção de gráficos de ondas senoidais, um assunto com larga aplicação em problemas do mundo real. Neste segundo módulo também foram incluídas algumas atividades de verificação de aprendizagem. Todas as atividades, de ambos os módulos, são abordadas e ilustradas através de figuras, gráficos, textos, imagens, animações e simulações que facilitam a compreensão e possibilitam ao aluno a exploração dos conceitos através de uma interatividade dinâmica que permite não somente a realização das atividades propostas, mas também a verificação das tarefas através de janelas de feedback.
A seguir, descrevemos a interatividade do aluno com uma das telas do primeiro módulo (Figura 4). Nesta tela, o aluno trabalha com a construção do gráfico de y = sen x.
7. Exemplos de OAs: conteúdo e interatividade
Figura 4: Construção do gráfico da função y = sen x
A nossa equipe desenvolveu dois módulos educacionais completos, ambos abordando o Inicialmente, são exibidas na tela a “tarefa a ser realizada”, o “círculo trigonométrico” e o “sistema cartesiano de eixos xOy”. Também é IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
España, 14-18
apresentado no canto superior direito da tela o ícone , que possibilita ao usuário obter ajuda sobre a realização da tarefa. No exemplo específico, a tarefa trata­se do movimento de um ponto P (ponto em destaque sobre o círculo na parte esquerda da Figura 4) que se encontra inicialmente sobre o ponto A do círculo trigonométrico. Mais precisamente, clicando­se com o botão esquerdo do mouse sobre o ponto P e arrastando­o ao longo do círculo trigonométrico, sem liberar o botão, o gráfico de y = sen x vai sendo construído simultaneamente no sistema de eixos coordenados xOy (curva em destaque na parte direita da Figura 4). Se o ponto for movido no sentido anti­horário (como é o caso apresentado na tela da Figura 4), o gráfico será construído para valores positivos de x e, se for movido no sentido contrário, o gráfico será construído para valores de x < 0. Após liberar o botão do mouse o ponto pára de se mover, a construção do gráfico é interrompida e uma janela de feedback aparece na tela comentando a interpretação dos resultados obtidos pela atividade realizada.
A seguir, apresentamos uma outra tela (Figura 5) pertencente ao segundo módulo. O objetivo dessa atividade é o de verificar se o aluno aprendeu os conceitos de amplitude e período da função y = a tan (mx). Nesta tela, são apresentados quatro gráficos de y = a tan (mx), cada um com diferentes valores para a e m
A tarefa do aluno consiste em determinar quais os valores corretos de a e m para cada um dos gráficos apresentados. Para isto, ele deverá clicar sobre cada um deles. Depois de selecionado o gráfico, uma nova tela (Figura 6) é apresentada com mais detalhes do gráfico escolhido e ampliado.
Figura 6: Detalhes do gráfico selecionado na Figura 5
Após a análise do gráfico, o aluno deve fornecer os valores escolhidos para a e m nos locais indicados e em seguida clicar no botão “Verificar”. Uma janela de feedback então aparece na tela comentando se o aluno acertou ou não. Se ele acertou, a tela com os quatro gráficos (Figura 5) aparece novamente para que o aluno prossiga com a tarefa, desta vez clicando sobre um novo gráfico. Se o aluno errou, uma outra janela de feedback aparece aconselhando­o a uma nova tentativa. Se ao final da terceira tentativa o aluno ainda não tiver acertado, a solução do problema é apresentada e o aluno é remetido novamente à tela da Figura 5 para prosseguir com as atividades com um próximo exemplo.
8. Avaliação dos OAs
Figura 5: Tela de verificação de aprendizagem de y = a tan (mx)
IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
A avaliação é uma etapa essencial no processo de desenvolvimento de um sistema interativo. Mesmo que as etapas anteriores no ciclo de desenvolvimento sejam realizadas España, 14-18
cuidadosamente, somente através de avaliação é que obtemos indicações do grau de sucesso do produto resultante [4]. Existem diversos métodos de avaliação de interfaces de usuário, cada qual produzindo certos tipos de resultados. Dentre as características que permitem selecionar o método mais adequado para um projeto, estão, além de prazo e custo, o número mínimo necessário de especialistas e usuários e a configuração do ambiente físico e equipamentos necessários para se fazer a avaliação.
Neste trabalho, são propostos três tipos de avaliação: (i) checklist a ser respondido por especialistas, (ii) testes com usuários finais e (iii) rubrica de avaliação para a equipe produtora dos objetos.
8.1. Checklist de Avaliação dos OAs
Neste tipo de avaliação, especialistas utilizam uma lista de itens que devem ser inspecionados no objeto (sem realizar testes com usuários) numa tentativa de prever os problemas que usuários típicos do sistema provavelmente terão ao utilizar o sistema. Para isto elaboramos um checklist para a avaliação tanto do conteúdo pedagógico quanto da interface/interação dos objetos. Como exemplos de itens de avaliação adotados em nosso checklist citamos: (1) organização dos dados nas telas, (2) disposição das janelas de instruções de atividades, de mensagens de erro, de ajuda e de feedback, (3) navegabilidade, (4) disponibilidade de outros links referentes ao assunto abordado, (5) eficácia dos botões de ajuda para solucionar problemas na realização de tarefas, (6) existência de cores e animações que facilitam a aprendizagem do conteúdo, (7) existência de interatividade na construção dos conceitos e (8) motivação.
8.2. Avaliação dos OAs com usuários finais
IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
A primeira versão de um dos objetos que trata da função seno foi avaliada inicialmente através de entrevistas e questionários aplicados a um conjunto de alunos com idade escolar entre 1° e 2° anos do Ensino Médio, residentes na cidade de Ouro Preto – MG. Primeiramente foi aplicada uma série de testes com os usuários, em que eles utilizaram o aplicativo de forma livre através somente de seus próprios conhecimentos e de informações que o aplicativo oferecia (meios de interação, ajuda, textos, menus e botões etc.), sem qualquer interferência dos avaliadores. Após este estágio, os usuários responderam a um questionário de múltipla escolha sobre os principais aspectos do aplicativo em questão. Em seguida, foram realizadas entrevistas, devidamente gravadas, com os usuários, onde foram feitas perguntas abertas sobre o sistema.
O questionário teve o objetivo de observar a opinião dos usuários quanto aos seguintes aspectos: 1. Conteúdo didático oferecido. 2. Questões visuais (cores, imagens, etc) e design. 3. Interatividade oferecida ao usuário. 4. A Ajuda disponibilizada pelo aplicativo. 5. Navegabilidade.
Na entrevista, foram feitas as seguintes perguntas abertas:
1. Quais as dificuldades que você en­
controu durante a utilização do OA?
2. O que você acha que pode ser me­
lhorado?
3. Você encontrou algo que achou des­
necessário e que poderia ser retira­
do do OA?
Os principais problemas apontados nos testes com os usuários foram: excesso de texto na página inicial do objeto avaliado; falta de indicação clara de quais as partes dos gráficos que deveriam ser manipuladas; falta de indicação de quais informações de entrada España, 14-18
eram requeridas; problemas de percepção e falta de padronização de alguns elementos gráficos (por exemplo, o botão “Continuar”). Todos esses problemas identificados foram levados em consideração no momento do redesign do OA em questão.
8.3. Rubrica de Avaliação dos OAs
As rubricas de avaliação são critérios adotados pela coordenação do projeto RIVED para avaliação dos objetos. Estas rubricas também podem ser utilizadas pelas equipes produtoras para avaliação dos OAs durante o processo de produção.
Os principais itens da rubrica de avaliação do processo de produção são os aspectos pedagógicos, técnicos e o guia do professor.
Uma outra rubrica também pode ser utilizada pela equipe para avaliar o produto final. Os principais critérios de avaliação são: consistência com o design pedagógico, tema da atividade, quantidade do conteúdo coberto, consistência com o roteiro planejado, interatividade, layout e navegação, adequação do uso de diferentes formatos de informação para aprendizagem, padrões visuais do RIVED, instruções, motivação e scaffolding.
importante diz respeito à formação de recursos humanos, com a configuração de uma equipe na UFOP que está apta a produzir novos objetos segundo a metodologia RIVED. As principais sugestões de continuidade deste trabalho incluem: • Avaliação mais detalhada dos objetos desenvolvidos, usando outros métodos de inspeção e testes com usuários fi­
nais [4].
Aplicação completa dos dois módulos construídos em mais escolas dos mu­
nicípios de Ouro Preto (MG), Mariana (MG) e regiões vizinhas.
Inclusão de aspectos de acessibilidade nos objetos desenvolvidos, promoven­
do a inclusão digital e permitindo um alcance maior dos objetos.
Inclusão no módulo de problemas de­
safiadores que motivem os alunos a utilizarem os objetos.
Criação de uma disciplina no DECOM/
DEMAT sobre o desenvolvimento de Objetos de Aprendizagem baseado na metodologia RIVED.
•
•
•
•
9. Conclusões e Trabalhos Futuros
Apresentamos neste artigo um resumo das atividades envolvidas no processo de desenvolvimento de Objetos de Aprendizagem realizadas pela equipe RIVED/
UFOP. O nosso enfoque foi apresentar as diversas atividades, exemplificando­as com alguns dos subprodutos obtidos em cada uma delas. É importante enfatizar que um dos principais resultados da nossa experiência de participação no projeto foi a catalogação e inserção dos nossos módulos educacionais completos em um repositório maior ([1] e [2]) que contempla outros objetos em diversas áreas. Esses módulos poderão ser utilizados sozinhos ou em conjunto, dentro de um planejamento pedagógico, por professores e alunos de todo o país. Um outro resultado IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
Agradecimentos
Aos discentes Fernando Pereira de Oli­
veira, Leandro Jesus Duéli, Renato Vieira Sil­
va e Vinícius Henrique Mol, bolsistas do pro­
grama RIVED/UFOP.
Notas
(1) Projeto financiado parcialmente com recursos provenientes da Secretaria de Educação a Distância do Ministério da Educação.
(2)
O RIVED (Rede Interativa Virtual de Educação) [8] é um programa da Secretaria España, 14-18
de Educação a Distância ­ SEED, que tem por objetivo a produção de conteúdos [4] da Silva, E. J. Sistemas Interativos, Departamento de Computação, Editora UFOP, 2006.
pedagógicos digitais, na forma de Objetos de Aprendizagem.
[5] da Silva, E. J., Abreu, M. H. D., da Sil­
va, R.F., A Construção Coletiva de uma Comunidade Online de Conhecimento. In: XV Congresso da Sociedade Brasileira de (3) De acordo com [7], “...um Objeto de Apren­
dizagem para o RIVED pode ser uma única atividade ou pode ser um módulo educacional completo. Esses módulos são formados por um conjunto de estratégias e atividades, para aplicação em sala­de­aula, elaboradas para promover a aprendizagem de uma unidade curricular ou temática. Utilizando a internet, o módulo traz variados formatos de apresenta­
ção de conteúdos (textos, imagens, anima­
ções, simulações) que facilitam a compreen­
são e possibilitam ao aluno a exploração dos conceitos”.
(4) www.orion.iceb.ufop.br, ambiente desenvol­
vido no Departamento de Computação da UFOP.
Referências Bibliográficas
[1] Pimentel, F.R.; da Silva, E.J.; Pereira, F.O.; Dueli, L.J.; Silva, R.V.; Mol, V.H.– Mundo da Trigonometria (Matemática – Funções Trigonométricas – Conceitos Fundamentais) – Publicado em 2007 no site
do
Rived/MEC: http://rived.mec.gov.br/site_objeto_lis.php
Informática na Educação, Manaus – AM, Novembro 2004.
[6] Flash 8 Best Practices. Disponível online em http://www.adobe.com/devnet/flash/article
s/flash8_bestpractices_print.html (acesso em: 03/02/2007)
[7] RIVED: Rede Interativa Virtual de Educação. Curso de Capacitação “Como Construir Objetos de Aprendizagem segundo a Metodologia RIVED”, www.eproinfo.mec.edu, abril a setembro de 2006.
[8] RIVED: Rede Interativa Virtual de Educação. Disponível online em http://rived.proinfo.mec.gov.br (acesso em: 03/11/2006).
[9] Nascimento, A.C.A. – Princípios de design na elaboração de material multimídia para a Web – Projeto RIVED – Ministério da Educação – www.rived.mec.gov.br/artigos/
multimidia.pdf
[2] Pimentel, F.R.; da Silva, E.J.; Pereira, F.O.; Dueli, L.J.; Silva, R.V.; Mol, V.H. – Funções Trigonométricas (Matemática – Funções Trigonométricas – Propriedades) – Publicado em 2007 no site do Rived/MEC: http://rived.mec.gov.br/site_objeto_lis.php
[3] Bernardes, A.T., Inclusão Digital baseada na Educação e Pesquisa. Projeto Acadêmico. UFOP. Dezembro 2005. IX Encuentro Internacional Virtual Educa Zaragoza
junio 2008
España, 14-18