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RESUMO

Objetos de Aprendizagem (OAs) sao recursos educacionais que podem ser reutilizados em diferentes contextos, promovendo economia de tempo e de custo na producao de cursos. Essa reusabilidade, bem como outras caracteristicas pertinentes aos OAs sao viabilizadas quando descritas em padroes denominado metadados. Ha diversas iniciativas de padroes de metadados para recursos educacionais, porem, estes ainda se apresentam limitados na descricao de Objetos de Aprendizagem Funcionais (OAFs), que sucintamente sao definidos como softwares reutilizaveis com fins educacionais. Alem disso, metadados permitem relatos de experiencia por parte do educador, entretanto a diversidade de dominios sobre um mesmo objeto nao e padronizada no registro, dificultando, por exemplo, buscas contextualizadas. Com o objetivo de descrever adequadamente as caracteristicas de software de um OAF e os relatos de experiencia em diferentes contextos, este trabalho apresenta uma pesquisa para o estudo e a producao de uma anotacao eficiente dos OAFs.

(500 palavras: Introducao "OAs sao...", Metodologia "Com intuito de se ter uma descricao satisfatoria dos OAs para uma melhor busca, uso e reuso do OAs, foi realizado....", Resultado e Conclusao)

Palavras-chave: Objetos de Aprendizagem Funcional. Metadados. Anotacao Semantica. Ontologias.

1 INTRODUcaO

Em um mundo onde o virtual ganha mais espaco a cada dia, as Tecnologias de Informacao e Comunicacao (TIC) aumentam as possibilidades de interacao entre os sujeitos, facilitando cada vez mais o armazenamento e disseminacao de dados e informacoes na rede. Por outro lado, esta facilidade permite que as pessoas ampliem desordenadamente a grande massa de dados em ambientes virtuais, gerando situacoes onde a informacao existe, porem a tarefa de encontra-la nao e facil [Santos 2009 - SBIE resumido].

A anotacao semantica dos OAs e o que torna possivel sua localizacao e recuperacao. Contudo, apesar da existencia de uma diversidade de modelos de dados para anotacao de OAs, esses modelos nao sao adequados, sendo necessarias adaptacoes (customizacoes) para que sejam implantados [Friesen et al. 2002 - Patrocinio SBIE].

No processo de ensino e aprendizagem, contar com materiais que possam se reutilizados diminui tempo e dinheiro, por isso existe os OAS. Outra forma de colaborar com a educacao e compartilhamento de experiencia entre os docentes.

Preocupados em garantir uma boa qualidade nas atividades relacionada a educacao, instituicoes educacionais e grupos de pesquisa estao investindo em novas ferramentas para apoiar a aprendizagem, o que torna imprescindivel pensar em solucoes que minimizem esforco (implementacional, por exemplo), favorecam a reusabilidade e permitam adaptacoes a situacoes particulares, caracteristicas possiveis de serem atendidas com a adocao de conceito de Objetos de Aprendizagem (OA).

Na literatura ha uma diversidade de termos e definicoes sobre OAs, sendo utilizado para proposito deste trabalho o conceito dado por [GOMES 2005]: Objetos de Aprendizagem Funcionais (OAF), que sao artefatos computacionais cuja funcionalidade deve possibilitar interacao entre entidades, sejam elas digitais ou nao, podendo ser utilizados e/ou reutilizados na mediacao do processo de ensino de aprendizagem. Este conceito e uma subclasse do conceito de OA, destacando os softwares reutilizaveis (reusaveis) com fins educacionais.

Para que os OAs possam ser reutilizaveis, estes precisam ser descritos em metadados, que sucintamente podem ser definidos como dados que descreve um recurso. Entretanto, em [Gomes 2005] e apresentado algumas limitacoes dos atuais metadados para OAs na descricao de certas caracteristicas especificas de software.

Outra limitacao nos padroes de metadados se faz na descricao das caracteristicas educacionais, essa descricao se faz muitas vezes em elementos fixos, porem, acredita-se que esses elementos podem variar de acordo com o contexto, area, objetivo, uso, etc. Essa diversidade de fatores implica em diversidade de experiencias de uso sobre um mesmo objeto.

Outro fator relevante e motivador esta na necessidade de agregar relatos de experiencia por parte dos educadores em uma unica anotacao (metadado), garantindo que essas diferentes experiencias, visoes, uso, ambientes, sobre um objeto sejam descritas semanticamente. [Motivacao]

Tambem deve ser observado nas anotacoes de OAs, que como alguns elementos do metadado podem ser preenchidos pelo usuario (seja um tutor ou um desenvolvedor de software) e possivel que um mesmo elemento seja descrito de maneira diferente, afinal existem varias maneiras de se enxergar um mesmo objeto.

Acredita-se que essas questoes semanticas e de diferentes visoes sobre um objeto, podem ser solucionadas por meio do uso de ontologia de dominio, que segundo [Breitman 2005] sao ontologias que podem ter seus conceitos reutilizados dentro de um dominio especifico (biologia, direto, etc). A ideia e permitir que se integrem ao metadado diferentes ontologias de dominio que poderao ser modificadas de acordo com o contexto do objeto e com a experiencia de uso do objeto. Por exemplo, se ao descrever um OAF voltado para um curso de biologia, e este for reutilizado para um curso de medicina, possivelmente a ontologia de dominio que antes era biologica podera ter a necessidade de agora ser descrita por uma ontologia da area medica.

Neste trabalho propomos uma anotacao que tem como objetivo descrever os OAs com caracteristicas de software e as diferentes experiencias de uso com as diferentes ontologias de dominio. Para que isso aconteca, alguns objetivos e acoes devem ser obtidos.

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo Geral

Definir uma descricao adequada para Objetos de Aprendizagem Funcionais, mantendo caracteristicas essenciais dos OAs como reusabilidade e interoperabilidade, e permitindo que diferentes experiencias de uso do objeto sejam descritas em um unico metadado.

1.1.2 Objetivos Especificos

  • Identificar os metadados com objetivo educacional;
  • Analisar as descricoes de OAFs nos metadados;
  • Investigar ontologias de dominio;
  • Definir mecanismos de descricao baseados em ontologias;
  • Adaptar o MOAF a partir das limitacoes percebidas nas descricoes dos OAFs, e permitir que o mesmo represente diferentes experiencias de uso;
  • Desenvolver o MOAF no Schema XML com a integracao de diversas ontologias de dominio em OWL.

1.2 Resultados Esperados

Os resultados... Ter uma modelo de anotacao semantica para os OAFs, nao so dos seus detalhes tecnicos, mas tambem pedagogicos, onde um OAF possa ter agregado a sua anotacao um historico de uso por parte dos professores. Permitir que diferentes vocabularios de um determinado dominio pudessem ser utilizados no vocabulario de descricao.

A m pli ar a investigacao dos atuais metadados.

1.3 Motivacao

O elemento motivador deste trabalho se da nas pesquisas que vem sendo realizadas na area com o intuito de promover melhorias na qualidade de ensino. Existem diversos recursos educacionais que podem auxiliar o professor no processo de ensino-aprendizagem, e diversas maneiras de anotar esses recursos. Entretanto, em pesquisas iniciais nota-se que ha ainda limitacoes referentes a descricao de softwares educacionais.

Outro fator relevante e motivador e a necessidade de agregar relatos de experiencia por parte dos educadores em uma unica anotacao (metadado), garantindo que essas diferentes experiencias, visoes, uso, ambientes, sobre um objeto sejam descritas semanticamente.

1.4 Justificativa

O elemento

1.5 Limitacoes do Trabalho

O elemento

1.6 Metodologia

O elemento

1.7 Organizacao da Dissertacao

Este trabalho esta estruturado em sete capitulos: neste capitulo 1, introducao, sao apresentadas as motivacoes e justificativas para a escolha do tema, bem como os objetivos a serem contemplados com a pesquisa.

Os capitulos 2 e 3 apresentam uma revisao bibliografica, abordando os conceitos necessarios para a compreensao e desenvolvimento desta pesquisa. No capitulo 2 ocorre a conceitualizacao dos Objetos de Aprendizagem, e apresenta-se uma classe de objetos que compoe um conjunto referencial para validacao da proposta. No capitulo 3 sao abordados os padroes de metadados que descrevem os Objetos de Aprendizagem, bem como e apresentado uma analise das limitacoes encontradas na descricao de uma categoria especifica de objetos, denominada de Objetos de Aprendizagem Funcionais, e no compartilhamento de experiencia de uso do objeto aplicado em diferentes contextos. Tambem sao abordadas neste capitulo, as definicoes acerca de ontologias e ontologias de dominio, sendo ao fim do capitulo apresentado alguns exemplos de ontologias de dominio que sao usadas na validacao da proposta.

O capitulo 4 discute sobre a necessidade de compartilhamento de experiencia entre docentes, apresenta trabalhos relacionados e analisa os elementos necessarios para uma anotacao adequada que descreva a experiencia de uso sobre os Objetos de Aprendizagem. Este capitulo introduz a anotacao proposta neste trabalho, apresentando as bases necessarias para composicao do mesmo.

A anotacao proposta e descrita no capitulo 5, que apresenta a estrutura do metadado e da ontologia desenvolvida para descricao da experiencia de uso de um objeto aplicado em um determinado contexto. A proposta de metadado ocorre numa segunda versao de metadado proposto em trabalhos anteriores, sendo denominado neste trabalho de "MOAF 2.0", que tem como objetivo descrever adequadamente as classes dos Objetos de Aprendizagem, em especial, os funcionais, tendo como foco o contexto de uso do objeto.

O capitulo 6 apresenta as etapas de validacao da proposta. Na primeira secao e analisado a descricao de alguns objetos com algumas ontologias de dominio, apresentadas no capitulo 2 e 3. A segunda etapa de validacao ocorre em um repositorio de objetos, denominado FLOCOS adaptado com a proposta apresentada no capitulo 5. Por fim, e apresentado os resultados das analises de descricao de uso de alguns OAs por um grupo de professores de diferentes areas do curso de pos-graduacao do IFAM.

O capitulo 7 expoe as conclusoes do estudo com relacao aos objetivos propostos e a tematica escolhida, explicitando as contribuicoes e dificuldades obtidas sobre cada uma das etapas da pesquisa realizada, e os trabalhos futuros propostos.

Apos as referencias, sao apresentadas as publicacoes obtidas a partir dos resultados preliminares alcancados durante a pesquisa. E no apendice encontra-se uma tabela comparativa dos elementos dos principais metadados para OAs, e da descricao detalhada dos objetos apresentados no capitulo 2, nos metadados DC, LOM, MOAF e MOAF "2.0".

2 OBJETOS DE APRENDIZAGEM

Este capitulo apresenta um estudo das definicoes, caracteristicas e exemplos de Objetos de Aprendizagem (OAs). Na primeira secao sao apresentados os diversos conceitos e termos acerca dos OAs, destacando-se entre estes, os Objetos de Aprendizagem Funcionais (OAFs), conceito usado nessa dissertacao. A segunda secao apresenta um levantamento das caracteristicas comuns entre as definicoes de OAs. Finalmente, a terceira apresenta alguns exemplos de OAs com caracteristicas representativas, formando um conjunto referencial para uso nas proximas etapas (analise das limitacoes dos atuais metadados e validacao da proposta).

2.1 Discussao Conceitual

A definicao de Objetos de Aprendizagem ainda e muito discutida, inumeras propostas e iniciativas surgem como melhoria na definicao, mas ainda nao ha um consenso entre os autores, existindo na literatura diferenciados termos, significados e visoes em torno da sua aplicacao pedagogica e tecnologica, o que torna necessario para a uma melhor compreensao sobre os Objetos de Aprendizagem, um estudo nessa diversidade de conceitos.

Uma das primeiras iniciativas referentes a definicao de Objetos de Aprendizagem, e a mais classica e dada por [IEEE 2002] Learning Object Metadata Working Group que define OAs como "qualquer entidade digital ou nao digital que possa ser usada, reutilizada ou referenciada durante o uso de tecnologias que suportem o ensino". Como exemplos desses objetos tem-se conteudos instrucionais, software instrucional, pessoas, organizacoes ou eventos referenciados durante o uso da tecnologia de suporte ao ensino.

Outra definicao classica e dada por [Wiley 2000] em que a principal ideia de OA e permitir aos designers instrucionais a construcao de pequenos componentes instrucionais os quais podem ser reutilizadas inumeras vezes em diferentes contextos de aprendizagem, no espirito da programacao orientada a objetos. Esta ideia possibilita que os materiais de aprendizagem tornem-se mais estruturados, organizados e que possam ser disponibilizados na Web em varios formatos diferentes.

[Wiley 1999] inicialmente usou como analogia para ilustrar esta ideia, a comparacao de OAs com pecas LEGO®, com as quais se podem construir outros objetos, que por sua vez tambem podem ser usados como pecas de uma montagem maior e assim sucessivamente. Porem, o autor admite que algumas caracteristicas associadas aos blocos LEGO®, como a possibilidade de serem montados de qualquer maneira e a percepcao de que a montagem de blocos sao simples ate para criancas, nao condizem com as caracteristicas dos OAs. Assim, [Wiley 2000] sugere a estrutura atômica como uma metafora mais adequada para os OAs, isto porque um atomo e uma "coisa" pequena que pode ser combinada e recombinada para formar "coisas" grandes. Esta analogia e a mesma utilizada pelos blocos LEGO®, entretanto se difere porque nem todos os atomos podem ser combinados com outros atomos, sendo montados apenas em determinadas estruturas prescritas por sua propria estrutura interna, onde e necessario algum conhecimento para poder manipula-los.

Em contraste a definicao do [IEEE 2002], no qual incluem entidades nao digitais em sua definicao, [Sosteric 2002 apud Gomes 2005] afirma que todos os trabalhos feitos na area de OAs se referem a objetos digitais, nao existindo a necessidade de incluir ao conceito o universo de objetos reais. Por exemplo, uma flor em sua forma fisica, mesmo que possa ser utilizada em diversas disciplinas, nao e possivel armazena-la em um repositorio de OAs, mas uma foto desta, ou seja, um arquivo digital. Assim, o autor define um OA como um arquivo digital (imagem, filme, etc.) que pode ser utilizado para fins pedagogicos que incluem, internamente ou atraves de associacoes, sugestoes sobre o contexto apropriado para a sua utilizacao. Segundo o autor esta definicao e incompleta, mas e um ponto de partida para uma definicao real dos OAs. Destaca ainda algo que e importante a ser observado quanto ao termo "objeto" utilizado em "Objeto de Aprendizagem" e "objeto-orientado" que sao homologos, ou seja, nesse contexto a palavra "objeto" possui uma significacao diferente, apesar de alguns autores [QUINN 2000, Willey 2000] usarem a ideia da programacao orientada a objeto para definir os OAs.

Segundo o projeto ARIADNE (Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe) [ARIADNE 2005] Objetos de Aprendizagem sao definidos como documentos pedagogicos. No Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching [MERLOT 2009] OAs e qualquer coisa que ajude o estudante a realizar a aprendizagem em um curso. Estes recursos podem ser acessiveis online por outros professores de forma que os objetos possam ser trocados, re-usados e adaptados para satisfazer as necessidades dos alunos e os objetivos de seu curriculo.

Ja em [RIVED 2009], um OA e qualquer recurso que possa ser reutilizado para dar suporte ao aprendizado. Sua principal ideia e "quebrar" o conteudo educacional disciplinar em pequenos trechos que podem ser reutilizados em varios ambientes de aprendizagem. Qualquer material eletrônico que provem informacoes para a construcao de conhecimento, pode ser considerado um OA, seja essa informacao em forma de uma imagem, uma pagina HTML, uma animacao ou simulacao.

Outro conceito que enfatiza em sua definicao a reusabilidade e dado por [Mohan 2003 apud Gomes 2005]: "um OA e um recurso digital que facilita um objetivo de aprendizagem simples e que pode ser reutilizado em diferentes contextos".

Para [Guillermo 2005 apud Pessoa 2008] os OAs sao elementos de uma nova metodologia de ensino e aprendizagem baseada no uso do computador e da Internet. e uma tecnologia que abre caminhos na educacao a distancia, e como material de apoio a aula presencial tradicional, trazendo inovacoes e solucoes que podem beneficiar a todos os envolvidos no processo de ensino aprendizagem.

No contexto de cursos online, [Pessoa 2008] define OAs como diversos blocos modulares, possivelmente criados por autores diferentes, visando a interoperabilidade das plataformas, e que possam ser agrupados de diversas maneiras, formando unidades coerentes. Ja [ASTD 2002] cita que em nivel mais basico, um OA e um pedaco de conteudo que e menor que um curso. Porem, os autores admitem que OAs sejam muito mais complexos em sua definicao.

Filho e Machado [Filho 2004] lembram de uma questao que nao tem sido destacada na grande maioria dos textos que definem OA que e o significado de aprendizagem e sua diferenca do significado de ensino. Com freqüencia, ensino e aprendizagem tem sido tratados como sinônimos, quando nao o sao. Um objeto que se limita a apresentar uma informacao, mesmo tendo um objetivo educacional definido e claro, deveria ser classificado como Objeto de Ensino . Deixando a definicao de OA para os objetos que retornem algum tipo de resposta ao estudante, que lhe permita refletir sobre a reacao do objeto.

Alem da utilizacao do termo "Objetos de Aprendizagem" outros sao utilizados para a mesma definicao, como citados em [Gibbons 2000]: Objeto Instrucional (Instructional Object), Objeto Educacional (Educational Object), Objeto de Conhecimento (Knowledge Object), de Dados (Data Object), de Informacao (Information Object) Recursos de Aprendizagem (Learning Resource), Unidade de Aprendizagem (Learning Unit), Unidade de Estudo (Study Unit).

Ha ainda outros termos que surgem a partir da definicao de OAs. [South 2000] propoe o conceito de Objeto de Midia (Media Object), o qual e utilizado para propositos instrucionais. Estes objetos vao desde mapas e graficos ate demonstracoes em video e simulacoes interativas.

Por sua vez, [Gomes 2004] utiliza o termo Objeto Inteligente de Aprendizagem (Intelligent Learning Objects) que e uma convergencia entre as tecnologias de Objetos de Aprendizagem e de Sistemas Multiagentes. O autor acredita que um OA dotado de caracteristicas de agentes, tais como autonomia, conhecimento sobre si proprio, sociabilidade e objetivos, pode ser pedagogicamente mais util do que e atualmente, consistindo, portanto em um Objeto Inteligente de Aprendizagem (ILO). Operacionalmente, um ILO e um agente que pode gerar experiencias de aprendizagem mantendo as caracteristicas inerentes aos OAs, tais como: modularidade, interoperabilidade, capacidade de ser descoberto e reusabilidade. A Figura 1 apresenta uma diagramacao desta integracao.

Outras propostas de convergencia entre os OAs e Agentes Inteligentes sao:

  • Publisher/Subscriber Communication for Adaptive Learning (Lee et al., 2003).
  • Agent-based Online Learning (Lin & Holt, 2001).
  • Pedagogical Agents (Jaques et al., 2002).
  • Agent Based Learning Objects (ABLO) (Mohammed & Mohan, 2005).
  • Smart Learning Objects (SLO) (Mohan & Brooks, 2003).
  • Adaptive Learning Objects (Brusilovsky, 2003; Mustaro & Silveira, 2006).

Um conceito semelhante aos ILOs e dado em [Abdulmotaleb 2000] que usa o conceito de Objetos de Aprendizagem Espertos (Smart Learning Objects), pois acreditam que os OAs podem mudar seu comportamento como tambem se adaptar de acordo com a definicao de seus parametros tornando-os, de certo modo, "inteligentes". Os Objetos de Aprendizagem Espertos (OEs) sao criados como pedacos independentes de conteudo que prove uma experiencia educacional com alguma finalidade pedagogica. Estes pedacos de conteudo podem ser interativos (por exemplo, simulacao) ou passivos (por exemplo, animacao simples), e de qualquer formato ou tipo de midia.

Observa-se que o conceito de OEs se diferencia do conceito de ILOs, pois no primeiro a adaptacao desses objetos e limitada a passagem de parametros e chamadas de metodos. Por outro lado, os ILOs de acordo com o conhecimento que possui de si mesmo e do ambiente no qual esta inserido modifica suas funcionalidades e comportamento.

A partir do conceito de jogos de aprendizagem e OAs, [Teixeira 2007] sugere o conceito de Objeto Jogo (OJ), cujo proposito e disponibilizar ao aprendiz aluno recursos que oferecam maior ludicidade e dinamismo ao processo de aprendizagem com o uso do computador. Assim, um OJ e todo OA formado por um jogo. Podendo ser: OJ simples, quando este Quando o OA possuir um unico jogo, ou sera considerado um OJ simples. Por exemplo, um jogo educacional que permita ao aprendiz manipular graficamente figuras tridimensionais, este jogo poderia esta associado ao estudo de Matematica, Artes, Fisica, etc. Por outro lado, quando um OJ composto, quando estesimples possuiir outros elementos agregados a ele (texto, imagem, som, video, outros jogos, etc.) passara a ser um OJ composto. Os elementos agregados a um OJ composto podem integrar uma atividade de aprendizagem (AA) que proporcione um contexto de uso pedagogico para o referido objeto. Por exemplo,exemplo, jogos onde o aumento da pontuacao durante a partida esta associado ao ganho de algum tipo de bônus que favorecera alguma etapa da atividade. A seguir a Figura 2 ilustra o conceito de OJ e sua relacao com as AAs.

Existem tambem definicoes de OAs referentes a laboratorios virtuais e laboratorio de acesso remoto. Para laboratorios de acesso remoto (Real Lab's) o conceito utilizado e o de Objeto de Aprendizagem Real [Jr. Fretz 2008], nestes os experimentos sao executados com equipamentos e instrumentos de um laboratorio real [Lopes 2005 apud Jr. Frez 2008]. O aluno manipula e controla, a distancia, os equipamentos atraves de um software de controle.

Ja os laboratorios de acesso virtual sao definidos por [Jr. Fretz 2008] como Objeto de Aprendizagem Virtual. , que sao programas que Os laboratorios virtuais utilizam programas para simulamr instrumentos ou experiencias laboratoriais , sendo obtidos da Internet e instalados localmente, ou ainda de uso onlinede fisica, quimica, matematica, etc. Esses programas podem ser simulacoes nas linguagens: Flash, Java, LabView, Simulink e outras. Neste, Ttodas as experiencias sao previamente programadas para serem executadas do mesmo modo, e os resultados serao sempre os mesmos.mesmos. Sao ambientes de ensino, onde programas podem ser obtidos da Internet e instalados localmente ou ainda serem utilizados de forma online atraves de um browser.

Filho e Machado [ Filho 2004 ] lembram de uma questao que nao tem sido destacada na grande maioria dos textos que definem Objetos de Aprendizagem que e o significado de aprendizagem e sua diferenca do significado de ensino. Com freqüencia, ensino e aprendizagem tem sido tratados como sinônimos, quando nao o sao. Um objeto que se limita a apresentar uma informacao, mesmo tendo um objetivo educacional definido e claro, deveria ser classificado como Objeto de Ensino . Deixando a definicao de Objeto de Aprendizagem para os objetos que retornem algum tipo de resposta ao estudante, que lhe permita refletir sobre a reacao do objeto.

Inserido no panorama de conceitos sobre OAs, [Gomes 2005] apresentou os Objetos de Aprendizagem Funcionais restringindo o conceito para OAs interativos e com caracteristicas de software. Por ser o foco deo estudo dessa dissertacao, o mesmo sera apresentado em maiores detalhes na proxima secao.

2.1.1 Objetos de Aprendizagem Funcionais

Como visto anteriormente, a definicao do consorcio IEEE e, para nos, de pouco uso pratico, pois permite que qualquer material seja considerado um Objeto de AprendizagemOA, bastando para isso ser utilizado em algum processo de ensino com suporte tecnologico. Provavelmente o objetivo era de apresentar o novo paradigma sem limita-lo.

Diante dessa generalizacao, outros autores [Sosteric 2000, Wiley 2000] limitam a definicao apenas a recursos digitais. Entretanto, a definicao ainda continua ampla, agregando ao seu conceito tanto objetos estaticos quanto aplicacoes interativas. Caracterizando uma categoria de OAs, [Gomes 2005] apresentou os Objetos de Aprendizagem Funcionais, os quais descrevem artefatos de software com fins educacionais.

Quando utilizado no ensino aprendizagem artefatos de software podem ser considerados OAs, como por exemplo, aplicacoes applet Java, Webservices, aplicacoes Web, componentes de software, agentes de software, entre outros. Todos estes atendem uma caracteristica fundamental do software que e a questao da interatividade, que em termos simples pode-se dizer que ocorre quando a acao de uma entidade desencadeia uma reacao em outra entidade, seja ela digital ou nao, podendo acontecer entre:

  • homem-maquina: a interacao ocorre entre um agente humano e outro automatizado. Exemplo: o uso de um simulador de equacoes matematicas;
  • homem-homem: enfoca as facilidades de comunicacao entre pessoas atraves de um sistema computacional, no qual o computador e visto apenas como dispositivo mediador da interacao. Exemplo: interacao de participantes de uma sala de bate-papo (chat);
  • maquina-maquina: ocorre entre agentes automatizados (software) sem a participacao de um agente humano. Exemplo: integracao de uma sala de bate-papo virtual com uma aplicacao visual que simula um quadro branco (whiteboard).

Verificando-se a importancia em avaliar os artefatos de software como OAs [Gomes 2005] propôs o conceito de Objetos de Aprendizagem Funcionais (OAFs) que sao artefatos computacionais cuja funcionalidade deve possibilitar a interacao entre entidades, sejam elas digitais ou nao, podendo ser utilizados e/ou reutilizados na mediacao do processo de ensino-aprendizagem.

Nesse conceito agregam-se alguns conceitos vistos anteriormente como: Objetos Espertos (OE), Objetos Inteligentes (ILO), Objeto Jogo (OJ), Objeto de Aprendizagem Virtual (OAV), Objeto de Aprendizagem Real (OAR). Essas ligacoes entre conceitos sao representadas na Figura 3.

Esses objetos alem do uso em Web, tambem podem ser utilizados em outros ambientes, tais como celular, assistentes pessoais digitais (PDAs), Televisao Digital Interativa (TVDI) e outros. Em [Gadelha 2007] e apresentado o conceito de OAF-TV classificando aplicacoes educacionais interativas para TVDI. Exemplos de OAFs sao chats, foruns, repositorio de arquivos, simulacoes, jogos. De um modo geral, qualquer artefato de software que possa ser usado no processo de ensino aprendizagem, mesmo que este nao tenha sido concebido para tal objetivo.

2.1.1.1 Classificacao dos Objetos de Aprendizagem Funcionais

Com o intuito de se ter um conjunto referencial para uma posterior instanciacao e definicao do metadado proposto neste trabalho, algumas caracteristicas representativas foram selecionadas, independente das diferentes definicoes conceituais pertencentes aos OAFs.

Tais caracteristicas foram selecionadas a partir da analise das diversas classificacoes de OAs encontradas na literatura, tanto as referentes aos aspectos pedagogicos quanto aos tecnologicos, como em [Battistela 2009], [Wiley 2000], [IEEE 2002], [Pedroni 2006]. Os elementos foram avaliados de acordo com as propriedades encontradas nos OAFs. Para esta avaliacao tomou-se com base os objetos pesquisados e construidos no experimento relatado em [Gomes 2009] e que sera visto com mais detalhes no proximo capitulo (na secao XX).

Deste modo, os OAFs classificam-se quanto:

  • Meio de acesso: Internet (Web, Wap) TV (TVD, TVDI), impresso (livro, jornal, foto), radio, telefonia.
  • Midia: texto, imagem, audio, video, software.
  • Tipo de licenca: gratuito, gratuito pra teste, comercializado.
  • Acessibilidade: visual, auditiva, fala, fisica, cognitiva, neurologica. Esses valores tiveram como base as recomendacoes da [W3C 2004].
  • Objetivo educacional: avaliativo (Fornecem uma opiniao sobre a aprendizagem do usuario. Exemplos: questionarios [Battistela 2009]), exploratorio (Permitem alterar o estado do objeto para obter novas saidas e informacoes. Exemplos: jogos, simulacoes, mapas conceituais [Battistela 2009]), ensinar um conteudo, gerar discussao sobre um assunto.
  • Quantidade de participantes: individual ou, grupo (Varios usuarios podem interagir com o objeto ao mesmo tempo. Exemplos: chats [Battistela 2009]).
  • Interatividade: simulacao, jogo, realidade virtual. Lembrando que por ser um OAF necessariamente deve possuir interacao, mesmo essa sendo limitada.
  • h)
  • i)

2.2 Caracteristicas dos Objetos de Aprendizagem

A diversidade de conceitos referentes aos Objetos de AprendizagemOAs resulta em um conjunto extenso de particularidades e elementos que o compoe. No entanto, algumas caracteristicas sao comuns aos OAs, ou ao menos se espera que um OA possua tais requisitos, citadas em [SCORM 2004]:

  • Acessibilidade: e a capacidade em localizar e ter acesso a componentes instrucionais.
  • Adaptabilidade: e a habilidade de serem adaptaveis as necessidades de individuo e organizacoes.
  • Durabilidade: e a capacidade de resistir a evolucao tecnologica e mudancas sem a necessidade de refazer o design, a configuracao ou o codigo.
  • Interoperabilidade: e a capacidade de um componente que foi desenvolvido em uma determinada plataforma ou ferramenta se comunicar com outro componente, independentemente das diferencas entre ferramentas e plataforma.
  • Reusabilidade: e a capacidade de usar componentes instrucionais em multiplas aplicacoes e contextos.
  • Acessibilidade econômica: habilidade em aumentar a eficiencia e produtividade reduzindo o tempo e custos envolvidos no desenvolvimento.

O meio de viabilizar tais caracteristicas se da na descricao detalhada do objeto em um padrao de metadado, tornando-se assim, mais uma caracteristica comum aos Objetos de AprendizagemOAs.

2.3 Exemplos de Objetos de Aprendizagem

Para prospeccao, analise e validacao da anotacao proposta nessa dissertacao, um conjunto de objetos foram selecionados a partir das caracteristicas representativas de um OAF, citadas na subsecao XX..

2.3.1 E-Giz (OAF)

E-Giz [Macedo 2004] e um chat que agrega funcionalidades de um quadro branco (whiteboard) concebido segundo os conceitos de Objetos de AprendizagemOA. O chat permite a comunicacao sincrona entre os participantes do grupo, e auxiliando pelo whiteboard, possibilita a discussao sobre um determinado objeto atraves de sua visualizacao e edicao. A Figura 4 apresenta uma tela em que os participantes discutem um assunto, utilizando uma imagem no whiteboard.

O E-Giz apresenta ainda recursos de moderacao, isto e, meios para permitir a coordenacao de atividades pedagogicas mediadas por um ambiente sincrono, como o chat. Permite que diversos aspectos sejam configurados de forma a oferecer maior adaptabilidade ao ambiente no qual for inserido, tais como nome do usuario, cor do pincel, indicacao se o usuario e moderador ou nao, diretorio do ambiente no quais as imagens a serem abertas no whiteboard estao localizadas e pauta em discussao.

Por ser um software que promove o ensino aprendizagem de forma interativa, permitindo o reuso em diferentes contextos e em qualquer ambiente de apoio a comunidades virtuais, nao importando a linguagem em que o mesmo foi escrito ou o servidor Web utilizado, este objeto se classifica conceitualmente como um Objeto de Aprendizagem Funcional.

2.3.2 Hackerteen Prototype (OAF-TV e OJ)

Hackerteen Prototype e uma aplicacao t-learning para TV digital interativa que exercita o raciocinio logico e matematico. O jogo e protagonizado pelo heroi Yago, controlado pelo telespectador, e pelo vilao Impius, controlado pelo conversor digital. Yago e um instrutor do Hackerteen e usa seus conhecimentos para proteger um dos servidores DNS primarios da Internet. Impius, por sua vez, e um cracker e quer derrubar tal servidor DNS com o intuito de paralisar o funcionamento da Internet. Essa disputa e representada por um jogo de cartas, vencendo o jogador que tiver andado mais casas a partir de sua posicao inicial (em caso de empate, vence o Impius). Na Figura 5 a tela do jogo.

O jogo esta disponibilizado em [Clube NCL 2008] e faz parte da iniciativa do grupo Ginga-NCL, padrao middleware adotado no Brasil. O pacote multimidia do Hackerteen e composto por video (mp4), imagens (png), e pelos arquivos NCL e Lua. Suas caracteristicas permitem classifica-lo conceitualmente como um Objeto Jogo e OAF-TV.

2.3.3 Microorganismo (OE individual ou dupla)

O Microorganismo e um conjunto de cinco atividades voltado para o ensino medio na materia de biologia. Este objeto faz parte do RIVED [RIVED 2009] e tem como objetivo proporcionar ao aluno:

  • Estudar o mundo dos microorganismos, suas caracteristicas e a importancia desses organismos na manutencao dos ecossistemas e a utilizacao dos mesmos pelo homem;
  • Destacar o processo de adaptacao dos organismos ao ambiente e indicar as caracteristicas que justificam a inclusao desses organismos em seus respectivos grupos;
  • Associar as principais caracteristicas morfo-funcionais de alguns representantes desses grupos as condicoes do meio em que vivem;
  • Compreender a base microbiana de muitas doencas humanas, bem como descrever os metodos utilizados para prevencao e controle de doencas;
  • Conhecer a importancia de virus e bacteria na biotecnologia e engenharia genetica;
  • Reconhecer a importancia de algas fitoplantônicas na producao de oxigenio;
  • econhecer a importancia ecologica e econômica dos microorganismos.

Algumas atividades devem ser realizadas em dupla e outras individualmente. Essas atividades podem ser consideradas como um conjunto de OAs que podem ainda ser classificados como um Objeto de Aprendizagem Esperto, por ter suas modificacoes previstas no momento da implementacao. Na Figura 6 a tela de uma das atividades do Microorganismo.

2.3.5 Simulacao de Quimica (OE e OAV)

O Laboratorio Didatico Virtual - LabVirt disponivel em [LabVirt 2009]], da USP coordenado pela Escola do Futuro e as participacoes da Faculdade de Educacao, POLI, ECA e Instituto de Quimica e um repositorio de Objetos de Aprendizagem, composto por simulacoes que sao feitas a partir de roteiros de alunos do ensino medio de escolas da rede publica. Esses objetos estao divididos em duas materias: Fisica e Quimica.

A simulacao Tem alcool na Gasolina e pertencente a materia de quimica, e proporciona o exercicio pratico ao aluno no conhecimento de separacao de mistura, decantacao e dissolucao fracionada. A animacao ocorre mostrando a historia de um taxista que leva o carro ao mecanico e descobre que o problema pode estar no combustivel, atraves do possivel excesso de alcool ou nao.

Esta simulacao e feitas a partir de roteiros de alunos do ensino medio de escolas da rede publica e esta disponivel no Laboratorio Didatico Virtual - LabVirt [ LabVirt 2009 ]

Segundo os conceitos vistos no capitulo anterior, essa simulacao e considerado um Objeto Esperto, pois e um Objeto de Aprendizagem que pode mudar o seu comportamento pode mudar como tambem se adaptar de acordo com a definicao de seus parametros. Entretanto, essas possibilidades de modificacoes e adaptacoes foram previstas durante o projeto implementacional.Em suas caracteristicas implementacionais o Tem alcool na Gasolina foi construido em flash, onde todas as possibilidades foram previstas durante o projeto, outra caracteristica marcante dos Objetos Espertos. Alem da caracteristica dede ser definido conceitualmente como um Objeto EspertoOE, a simulacao tambem podera ser vista como um Objeto de Aprendizagem Virtual por simular experiencia laboratorial em quimica, e seus resultados serem sempre os mesmo.

2.3.6 Ambiente de Aprendizagem para Matematica (ILO)

O aAmbiente de aAprendizagem para matematica [REFERENCIA] e constituido de um sistema de auxilio para alunos de series iniciais na aprendizagem das propriedades matematicas basicas da multiplicacao e adicao. Esse ambiente e composto por dois agentes:

  • Agente Pedagogico Animado (APA): responsavel pelas tarefas administrativas e pedagogicas que envolvem um ambiente de aprendizagem. e a interface para o gerenciamento dos OAs e seus metadados, e a interacao destes objetos com o aluno, atraves de um personagem animado que realiza expressoes corporais e mensagem em um caixa de dialogo.
  • Agente Calculadora: responsavel pela interface grafica da calculadora onde o aluno realizara os calculos, e tambem pela comunicacao dos resultados ao APA, o qual realiza a avaliacao do que foi realizado pelo aluno. Este agente e modelado como um ILO, gerando experiencias de aprendizagem do mesmo modo que um objeto de aprendizagem.

2.3.13 Por uma Virgula (OE individual)

O Por uma Virgula disponibilizado no repositorio de objetos RIVED [ RIVED 2009 ] e um jogo voltado para area de portugues para alunos do ensino fundamental. Seu objetivo e proporcionar ao aluno uma reflexao sobre a importancia do bom uso da pontuacao, analisando a mensagem que se deseja transmitir e pontuando a frase de acordo com o sentido que ele queira dar a ela.

O aluno podera simular o uso da pontuacao em manchetes de jornais ou decidir o fim de pequenas historias de acordo com a pontuacao. Alem disso, podera ver uma breve explicacao sobre a gramatica no uso dos sinais de pontuacao. Essa simulacao e classificada como um Objeto Esperto, por ser um OA que pode mudar de comportamento de acordo com a definicao de seus parametros. Na Figura 7 a tela inicial, onde a personagem Virgulino oferece ao aluno a opcao de escolher uma historia ou uma manchete para pontuar.

3 SEMaNTICA? METADADOS E ONTOLOGIAS

Este capitulo aborda a definicao e as caracteristicas de metadados, e apresenta os mais utilizados na descricao de Objetos de Aprendizagem. Tambem sao vistos os conceitos de representacao semantica, em especial as ontologias de dominio. Por fim, uma breve descricao de alguns exemplos de ontologias de dominio que serao utilizadas para validacao dessa dissertacao.

3.1 Metadados

Os metadados sao definidos de forma classica como sendo dados sobre dados, ou descritores organizadores de dados. Seus conjuntos de elementos fornecem informacoes sobre um determinado recurso, sejam eles fisicos ou digitais, promovendo a interoperabilidade, identificacao, compartilhamento, integracao, utilizacao/reutilizacao, gerenciamento e recuperacao dos mesmos de maneira mais eficiente.

Sao dados descritivos que podem informar sobre o titulo, autor, data, publicacao, palavras-chaves, descricao, localizacao de recursos, seus objetivos e caracteristicas, mostrando como, quando e por quem o recurso foi armazenado e como esta formatado.

Pode-se dizer ainda, que sao um conjunto de palavras, frases ou sentencas que resumem ou descrevem o conteudo de um site, uma pagina web individual ou um recurso computacional com o objetivo de beneficiar o trabalho de agentes de busca [Babu 2001].

Os metadados sao utilizados na descoberta de recursos, onde permitem a pesquisa por criterios relevantes, identificacao, agrupamento por similaridade, diferenciacao dos nao similares e a obtencao de informacao de localizacao.

De acordo com [Breitman 2005], os metadados podem ser categorizados por:

  • Administrativo: metadados utilizados na gerencia de administracao de recurso de informacao. Ex: Controle de versao, informacao de localizacao.
  • Descritivo: utilizados para descrever e identificar recursos de informacao. Ex: Registro de Catalogacao, Anotacoes.
  • Preservacao: relacionados ao gerenciamento dos recursos de informacao. Ex: documentacao sobre a condicao fisica dos recursos, atualizacao, migracao, etc.
  • Tecnica: funcionalidades do sistema e como seus metadados se comportam. Ex: documentacao sobre hardware e software, autenticacao de dados, etc.
  • Utilizacao: relacionados ao nivel e ao tipo de utilizacao dos recursos. Ex: registro de exibicao, registro de uso e dos usuarios dos recursos, reutilizacao de conteudo, etc.

Os metadados tambem podem ser diferenciados em objetivos ou subjetivos como sugere [Hodgins 2002]:

  • Metadados objetivos: sao gerados automaticamente, descrevendo atributos fisicos, data, autor, requisitos operacionais, custos, numero de identificacao, proprietario, etc.
  • Metadados subjetivos: consistem em atributos variados e sao determinados pela pessoa ou grupo que cria o metadado, sao definicoes que dependem do conhecimento, contexto, perspectiva ou opiniao. Um exemplo deste seria a opiniao dos educadores sobre o uso dos OAs.

Existem diversos padroes de metadados para os mais variados dominios e objetivos de descricao, sendo o objetivo deste trabalho, o estudo dos metadados que descrevem recursos educacionais.

3.2 Metadados para Objetos de Aprendizagem

Na area educacional os metadados sao utilizados para descrever recursos instrucionais, permitindo a recuperacao de acordo com as necessidades do contexto educacional que se esta trabalhando.

Segundo [Tauroco 2003] metadados de objeto educacional sao conjuntos de informacoes que descrevem caracteristicas relevantes que sao utilizadas para catalogacao em repositorios de objetos educacionais reutilizsaveis, podendo ser recuperados posteriormente atraves de sistemas de busca ou utilizados atraves de learning management systems (LMS). Algumas caracteristicas esperadas em um OA podem ser alcancadas com o uso de metadados, tais como: acessibilidade, durabilidade, reusabilidade e interoperabilidade. [Morais 2008] destaca ainda, que para OA, a utilizacao de um padrao de metadado adequado dara uma maior especificidade e exatidao no momento da busca pelos mesmos. Tal fato permite a economia de tempo do usuario e facilita a reutilizacao dos OAs.

Ha diversas iniciativas de padroes de metadados, em diversos paises, algumas iniciaram com objetivos abrangentes, outras nao possuem foco direcionado a descricao de conteudo educacional, porem sao muito utilizadas em Repositorios de Objetos de Aprendizagem (ROA), outras ainda, surgem da convergencia de padroes. Alguns destes metadados serao descritos a seguir.

3.2.1 Dublin Core Metadata Initiative (DC)

O Dublin Core Metadata Initiative (DC) [DCMI 2008] pode ser definido como o conjunto de elementos de metadados planejado para facilitar a descricao de qualquer recurso eletrônico, tais como, videos, sons, imagens, textos, paginas Web web. Teem como principais caracteristicas a simplicidade na descricao dos recursos, o entendimento semantico e a extensibilidade (o que permite sua adaptacao as necessidades adicionais de descricao), facilitando o uso e a rapida localizacao de um recurso. Sua descricao pode ser inserida em uma pagina HTML ou ocorrer em um arquivo XML ou na sintaxe RDF.

O padrao DC e formado por 15 elementos: titulo, assunto, descricao, linguagem, fonte, recursos relacionados (relacao), abrangencia (espacial ou temporal), criador (responsavel intelectual pela criacao do recurso), publicador (quem tornou o recurso publico), contribuidor, direitos autorais, data, tipo (ex.: pagina da Web, artigo, livro), formato (ex.: pdf, world, mp3) e identificador (ex.: URI, ISSBN). Cada elemento e opcional e pode ser repetido.

Apesar de ter um objetivo generico de descricao, o DC possui grupos de pesquisas que estudam e desenvolvem outras iniciativas e propostas baseadas no DC para areas especificas. No ambito educacional, destacam-se as atividades do grupo DC-Ed [DC-Ed 2009]: o "DC-Education Application Profile" que esta sendo desenvolvido como um modulo de perfil, que especificamente descreve propriedades do DC pertinentes a educacao; e a representacao do DC em conformidade com o metadado LOM.

3.2.2 Learning Object Metadata (LOM)

O LOM (Learning Object Metadata) do Learning Object Metadata Working Group [IEEE 2002] e um dos padroes de metadados mais utilizado para descrever os Objetos de AprendizagemOAs, onde se propoe facilitar a busca, aquisicao, avaliacao e utilizacao de Objetos de Aprendizagem para instanciacao por aprendizes e instrutores ou processos automaticos de software, facilitar o comportamento e troca de OAs permitindo o desenvolvimento de repositorios levando em consideracao a diversidade cultural e contextos lingüisticos nos quais os Objetos de AprendizagemOAs e seus metadados sao reutilizados.

O LOM e composto por 78 elementos, sendo estes organizados nas seguintes categorias:

  • General: Dados de identificacao, chaves de acessopalavras-chaves, delimitacao do dominio, descricao do conteudo e da estrutura.
  • LifeCycle: Dados para controle e documentacao do ciclo de vida do documento.
  • MetaMetaData: Referencias a origem e estrutura dos metadados.
  • Technical: Dados tecnicos, tais como: formato, tamanho, requisitos de sistema operacional, duracao, etc.
  • Educational: Elementos de descricao pedagogica do recurso, tais como: abordagem, nivel de interatividade, pre-requisitos, objetivo educacional, grau de dificuldade, tempo esperado de trabalho, etc.
  • Rights: Dados referentes as condicoes de uso do produto e, eventualmente, valores a serem pagos pelo uso do recurso.
  • Relation: Caracteristicas que relacionam o Objeto de AprendizagemOA com outros.
  • Annotation: Comentarios referentes ao uso educacional do produto.
  • Classification: Referencia que determina onde o recurso sera colocado dentro de um sistema de classificacao especifico.

Estes elementos sao de preenchimentos opcionais e sua representacao pode ser em XML ou RDF. A Figura 10 ilustra a representacao hierarquia e as ligacoes entre os elementos do LOM.

3.2.4 Perfis de Aplicacao e Outras Propostas

Perfil de aplicacao e um termo que tem sido adotado amplamente pela comunidade para conjunto de elementos de metadados que ou sao adaptacoes de versoes completas de padroes de metadados, ou sao uma mistura heterogenea de elementos provenientes de diferentes esquemas de metadados. Pode-se ainda dizer que sao desenvolvidas para atender as necessidades de uma aplicacao especifica, dentro de uma comunidade especifica, [IMS 2006], visto que nao existe um unico conjunto de elementos de metadados que atenda as exigencias funcionais de todas as aplicacoes. [Duval 2002 apud IMS 2006].

Um destes perfis de aplicacao e o IMS (Instructional Management System) [IMS 2006] que e um consorcio mundial de empresas e pesquisadores que tem como intencao promover atividades de ensino distribuido on-line, tais como: localizacao e utilizacao de conteudos educacionais, monitoramento do progresso do aprendiz, oferecimento de informacoes do desempenho do aprendiz e compartilhamento de informacoes dos aprendizes entre sistemas administrativos. Sua especificacao de metadado inclui a sugestao de um vocabulario controlado de 12 elementos, que foram baseados no LOM.

Outra iniciativa e o CanCore (Canadian Core Learning Resource Metadata Aplication Profile) [CANCORE 2004] que surgiu em novembro de 2000 com preocupacoes relativas a administracao e recuperacao de recursos dentre os varios projetos e-learning de setores publicos canadense. Oferece um metadado baseado nos elementos e na estrutura hierarquica do padrao LOM e nas especificacoes do IMS, alem de fazer referencias significativas aos documentos do DC. Desta forma, acredita-se que facilita a descoberta e a troca de registros que descrevam recursos educacionais do Canada, alem disso, reduz a complexidade e ambigüidade do padrao LOM, maximizando assim a interoperabilidade entre projetos. Essa simplificacao nao ocorre apenas com a selecao de alguns elementos do LOM, mas atraves de recomendacoes, exemplos e referencias, reduzindo ao total de 61 (secessenta e um) elementos, sendo todos estes elementos de preenchimento opcional..

Ja o SCORM (Sharable Content Object Reference Model) [SCORM 2004] consiste num modelo que referencia um conjunto de padroes tecnicos, especificacoes e diretrizes desenvolvidas para encontrar requisitos de alto nivel para conteudos e sistemas de aprendizagem. Seu metadado segue as divisoes de nove categorias do metadado LOM e dependendo do componente, alguns elementos sao de preenchimentos obrigatorios, ao contrario do proprio LOM que propoe os elementos como opcionais. O SCORM tambem recomenda o uso de todos os vocabularios definidos no LOM sem a necessidade de serem criados novos [Rouyet 2004].

O ARIADNE (Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe) [ARIADNE 2005] tem como objetivo promover o compartilhamento e reuso de materiais eletrônicos pedagogicos entre corporacoes e universidades. Possui como objetivos em relacao ao conjunto de metadados: facilitar o esforco de indexacao de conteudos, tornar a busca o mais eficiente e facil possivel, e que o conjunto de metadados seja valido em qualquer ambiente, independente do idioma e da cultura. Suas especificacoes de metadados contribuiram para o desenvolvimento do padrao LOM.

O projeto ARIADNE desenvolveu o repositorio distribuido KPS (Knowledge Pool System) que criou um perfil de metadado baseado no LOM, com alguns metadados proprios para descrever seus OAs. Organizado em seis categorias (geral, semantica, atributos pedagogicos, caracteristicas tecnicas, indexacao e anotacoes) agrupa um total de 43 elementos de dados. Tendo dois elementos novos: "nome do arquivo principal" na descricao de caracteristicas tecnicas e "idioma" na categoria de anotacoes.

O DMM (Dynamic Multimedia Metadata) [Abdulmotaleb 2000] e uma extensao do metadado LOM para descrever os Objetos de Aprendizagem Espertos, pois segundo o autor os metadados atuais nao podem influenciar no proprio conteudo multimidia e sao limitados para descrever adequadamente os Objetos de Aprendizagem EspertosOEs. Essa extensao e formada por 4quatro novos elementos: cCodigo da iInformacao, iInformacoes de aApresentacao, iInformacao do tTema, iInformacao de eExplicacao, sendo estes formados por outros sub-elementos, totalizando 15 novos campos a serem complementados ao LOM.

O ANZ-LOM [ANZ-LOM 2008] e um perfil de metadado desenvolvido para acesso, pesquisa, selecao, utilizacao, comercio e gestao de conteudos digitais, do setor da educacao da Australia e Nova Zelandia. O perfil prove interpretacoes de estruturas e ilustra como aplicar vocabularios controlados, especialmente usando o elemento "classificacao". e apoiada por exemplos detalhados de metadados para recursos de aprendizagem, incluindo vocabularios regionais. O perfil de ANZ-LOM foi publicado por The Le@rning Federation (TLF).

A Australian Vocational Training and Education (VET) desenvolveu uma aplicacao perfil do LOM chamado Vetadata [Vetadata 2009], com o objetivo de melhorar a interoperabilidade e a descoberta de recursos educativos australianos e em sistema VET. Sua aplicacao completa e constituida por 37, sendo cinco de preenchimento obrigatorios. A obrigatoriedade permite um nivel basico de interoperabilidade entre outras comunidades. Possui ainda um vocabulario especifico para o VET, e embora o perfil seja inteiramente baseado no padrao LOM, seus principios de melhores praticas e baseada no Dublin Core.

Uma outra Outra adaptacao dos elementos do padrao LOM e o NORLOM [NORLOM 2008] voltado para as necessidades da Noruega, sendo administrado pela secretaria noruegues de padroes de tecnologias de aprendizagem. Seu principal objetivo e o de aumentar a interoperabilidade entre diferentes usuarios de metadados para educacao.

O SingCore (Singapore's Meta-data Schema for Labeling Digital Learning Resources) [SingCORE 2006] tem como proposito personalizar o padrao de LOM para necessidades locais de Cingapura. Sua especificacao e baseada no IMS, possuindo 42 elementos, e sendo estes agrupados em categorias, assim como o LOM.

Enquanto que o CELTS (Chinese E-Learning Technology Standard) [CELTS 2003] e uma adaptacao dos elementos do padrao LOM para as necessidades da China. Seu conjunto de elementos e um subconjunto do Cancore, pois acreditam que o perfil Cancore ainda possui muitos elementos.

O UK-LOM (United Kingdom Learning Object Metadata Core) [UK LOM Core 2004] e uma adaptacao do LOM para o uso do contexto educacional Britanico. Tem como objetivo principal aumentar a interoperabilidade dos metadados e aplicacoes de perfis da comunidade academica do Reino Unido, promovendo o uso apropriado na sintaxe e na semantica do LOM. Atualmente e um rascunho de um schema de pesquisas referentes ao uso e praticas de conteudos e objetos educacionais.

IsraCore [IsraCore 2009] e o perfil israelita do LOM. A Israel Internet Association (ISOC-IL) e a Inter University Computational Center (IUCC) se reuniram para gerenciar e criar uma base de dados de objetos e-learning.

O CestaCore [CESTA 2009] e uma iniciativa brasileira para uso no repositorio da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), o CESTA: Coletanea de Entidades de Suporte ao uso de Tecnologia na Aprendizagem. Sua base e o LOM e para compor a basedosistema de cadastramento dos objetos educacionais no CESTA optou-se por um conjunto de objetos menor. Foram utilizadas cinco categorias na especificacao dos metadados: geral, ciclo de vida, tecnica, educacional e direitos. Estas categorias passaram a constituir o CestaCore (em analogia a outros conjuntos de metadados tais como Dublincore, Cancore, etc). Utilizando a especificacao de metadados proposta, foi implementado o sistema para cadastro e consulta de objetos educacionais no repositorio.

Em [ Morais 2008 ] e apresenta do A fim de aprofundar o s estudos realizados no Nucleo de Aprendizagem Virtual (NAV) sobre os padroes de metadados para os Objetos de Aprendizagem , foi uma desenvolvida uma estrutura de metadados propria para classificar e catalogar os OAs objetos desenvolvidos pelo nucleo Nucleo de Aprendizagem Virtual (NAV). Esta estrutura se baseou no padrao de metadados LOM e no esquema de metadados seguido pelo InterRed do CEFET-CE. A estrutura de metadados proposta possui 17 elementos e esta organizada em quatro categorias: Geral (area do conhecimento, instituicao, titulo, autor, objetivo, nota, usuario que cadastrou), Ciclo de Vida (versao e data de cadastro), Tecnica (midia, link externo, caminho, instrucoes) e Educacional (uso educacional, nivel de ensino, disciplina e localizacao) [Morais 2008]..

A GEM (The Gateway to Educational Materials) [GEM 2005] e uma iniciativa do Estados Unidos que fornece material educativo na Web. Seu metadado e baseado nos elementos do Dublin Core, com a adicao de elementos especificos de educacao.

O EdNA (Education Network of Australia) [EDNA 2006] baseado no Dublin Core tem como finalidade suportar a interoperabilidade nos setores de instrucao e treinamento da Australia.

FAILTE Metadata (Facilitating Access to Information on Learning Technology for Engineers) [FAILTE 2001] e uma colecao de elementos de metadado para o banco de dados de FAILTE.

O perfil de metadados utilizado no repositorio Merlot (Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching) [Merlot 2009] e composto por vinte 20 elementos, entre os quais quatorze 14 saoe do padrao LOM, sendo alguns de preenchimento obrigatorio [Warpechowski 2005]. Os novos elementos adotados pelo Merlot sao: mirror site, photo url, learning management system compatibility, section 508 compliant, source code available.

Como a preocupacao de promover a aprendizagem atraves das informacoes disponiveis nos museus, [Marchi 2004] apresenta uma proposta de padrao de metadados para descrever os Objetos de AprendizagemOAs de museus: M-LOM (Museum LOM). O M-LOM e uma extensao do LOM definindo novos elementos de dados e sugestao de novos valores para o vocabulario. Os novos elementos adicionados sao na categoria geral: "Descricao Fisica", na categoria educacional: "nivel de escolaridade" com vocabulario controlado, e em direitos "proprietarios".

3.2.5 Metadado para Objetos de Aprendizagem Funcional (MOAF)

A partir da analise das especificacoes dos metadados atuais para descrever os OAs, [Gomes 2007] propôs o Metadado para Objetos de Aprendizagem Funcional (MOAF), que tem como base os padroes de metadados LOM e DMMM, possuindo assim alguns elementos semelhantes, conforme explicitados abaixo:

  • LOM: nome, palavra-chave, descricao, idioma, versao, data de criacao ou atualizacao, responsavel, licenca, tamanho, duracao, local, observacoes de instalacao, idade usuario, dificuldade, tipo de interatividade, nivel de interatividade.
  • MMDMM: nome, palavra-chave, idioma, resolucao, tipo de midia, dificuldade, nivel de interatividade.
  • Assim como o LOM, o MOAF apresenta caracteristicas gerais dos objetos e detalhamentos. Destarte, o MOAF esta estruturado em cinco categorias:

  • Dados Gerais: categoria que agrupa as informacoes gerais que descrevem um OAF. Seus campos sao de preenchimento opcional, exceto ao nome e descricao. No entanto, aconselha-se que todos os campos dessa categoria sejam preenchidos, promovendo assim um primeiro contanto com o OAF.
  • Dados de Criacao e Distribuicao: agrupa as informacoes que descrevem as caracteristicas relacionadas a criacao do OAF, descrevendo a historia e as entidades responsaveis que afetaram esse objeto durante sua evolucao. Tambem e descrita nessa categoria a forma de distribuicao do OAF e o tipo de licenca.
  • Dados Tecnicos: agrupa informacoes que descrevem as caracteristicas do OAF e os requisitos tecnicos necessarios para um bom funcionamento do objeto. Contribuindo assim para a descoberta do OAF e como podera ser usado.
  • Dados Educacionais: agrupa informacoes que descrevem as caracteristicas educacionais do OAFobjeto. Essas caracteristicas podem ser modificadas de acordo com o contexto ao qual o OAF e usado e reusado. Este grupo de elementos podera ser repetido inumeras vezes, ou seja, a cada aplicacao, ambiente e/ou publico alvo os valores dos elementos poderao ser repetidos cada um preenchidos de acordo com o contexto.
  • Dados de Acessibilidade: Categoria que agrupa informacoes que descrevem as caracteristicas de acessibilidade para portadores de necessidades especiais.

Deve-se observar que o MOAF nao e uma extensao do LOM como o MMDMM, pois para se estender o LOM se faz necessario utilizar todos os seus campos, mesmo que estes sejam de preenchimento opcional ou nao. Desta forma, para a definicao do MOAF, alguns campos existentes no LOM foram retirados por se tratarem de campos redundantes ou desnecessarios ao proposito deste novo metadado. Alem disso, alguns campos do LOM e do MMDMM foram mantidos, conforme descritos anteriormente, e diversos novos elementos foram definidos.

A abrangencia de descricao do MOAF nao se limita apenas aos OAFs, mas tambem aos demais OAs. Porem, deve-se notar que ao descrever diferentes tipos de objetos como, por exemplo, uma imagem ou um texto, alguns elementos do metadado nao farao sentido, devendo portanto, portanto, possuir valores nulos, uma vez que nem todos os elementos do metadado sao de utilizacao obrigatoria. O MOAF foi definido utilizando a tecnologia de Schema XML.

3.3 Limitacoes dos Metadados

Em [Gomes 2006, Gomes 2007] forami aapresentadas uma analises de descricao dos metadados para OAs, estes se apresentaramdemonstrando que apesar das diversas propostas de metadados existentes, os mesmo sao limitados na descricao dos Objetos de Aprendizagem FuncionaisOAFs, surgindo entao a proposta doo MOAF - Metadado para Objetos de Aprendizagem Funcionais. A partir desse estudo, uma nova analise foi refeita, a partir de novas propostas e versoes de metadados, e de um conjunto maior e diferenciado de OAs.

A primeira etapa de analise foi realizada com 20 OAFs para experimento do repositorio FLOCOS (Functional Learning Objects Collaborative System) proposta por [Gadelha 2007], este repositorio utiliza como metadado o MOAF. Os objetos escolhidos foram de diferentes caracteristicas que variam entre licenca (opensource, freeware, pago), meio (Wweb e desktop), disponiveis para download ou uso online.

A segunda, foi realizada com os alunos da disciplina de Metodologias de Implementacao de Software do curso de graduacao em Ciencia da Computacao da Universidade Federal do Amazonas. Na disciplina, os alunos pesquisaram alguns OAs e o descreveram nos padroes DC, LOM e MOAF, e elicitaram as dificuldades e limitacoes percebidas. Em uma etapa seguinte, os alunos produziram seus proprios OAFs e utilizaram o repositorio FLOCOS para armazenamento, compartilhamento e descricao dos OAFs. O total resultante das atividades dos alunos gerou 85 metadados.

A terceira e ultima etapa ocorreu com a descricao dos OAs que compoe o conjunto referencial de caracteristicas representativas abordado nas secoes 2.2 e 2.3, totalizando mais XX descricoes de metadados.

A analise das limitacoes dos metadados para OAs nao ocorreu com os perfis de aplicacoes, por serem estes, em sua grande maioria, uma reducao ou combinacao dos elementos dos metadados DC e LOM, apenas elementos diferentes foram analisados a parte. Destarte, a analise das limitacoes ocorreu apenas com os metadados DC, LOM e MOAF.

3.3.1 Limitacoes na Descricao com o Dublin Core Metadata Initiative

No DC foram percebidos....

3.3.2 Limitacoes na Descricao com o Learning Object Metadata

No LOM foram percebidos....

3.3.3 Limitacoes na Descricao com o Metadado para Objetos de Aprendizagem Funcionais

3.4 Ontologias

A literatura sobre ontologias apresenta uma serie de definicoes distintas. Essas diferentes definicoes apresentam pontos de vista distintos e ate mesmo complementares para uma mesma realidade, o seu significado preciso, tende a variar conforme o objetivo do uso da ontologia.

Entre as varias definicoes de ontologia existentes, a adotada neste trabalho e dada por Gruber [Gruper ??? apud Breitan 2005]: "Uma ontologia e uma especificacao formal explicita de uma conceitualizacao compartilhada".". Aqui cOnde conceitualizacao refere-se a um modelo abstrato de algum fenômeno que identifique conceitos relevantes para o mesmo;. eExplicita significa que os elementos e suas restricoes estao claramente definidos; f. Formal significa que a ontologia deve ser passivel de ser processada por uma maquina;, e compartilhada reflete a nocao de que a ontologia captura um conhecimento consensual, isto e, esse conhecimento nao deve ser restrito a alguns individuos, mas aceito por um grupo de pessoas.

Independentemente da definicao escolhida, [Breitan 2005] lembra que e necessario entender que ontologias tem sido utilizadas para descrever artefatos com variados graus de estruturacao e diferentes propositos. A variacao vai de simples taxonomias ate representacoes para metadados, chegando aa modelo escritos em modelo escrito em lLogicas.

Sao inumeras as aplicacoes decorrentes do uso de ontologias, porem as que se esperam alcancar neste trabalho sao citadas em [McGuiness 2002 (ou sera que e Noy 2001), apud Vilar 2006 (tcc)]: verificar a consistencia das informacoes contidas nos metadados, suportar a interoperabilidade, inferir informacoes, organizar conceitos, eliminar ambigüidade.

Diferentes classificacoes para ontologia sao encontradas na literatura:

  • Baseada na estrutura interna e no conteudo das ontologias [McGuiness 2002 livro web]: nesta classificacao a variante e o grau de formalismo e expressividade de cada representacao, seus valores sao: vocabulario controlado, glossarios, tesauros, hierarquia tipo-de-informais, hierarquia tipo-de-formais, frames, restricoes de valores e restricoes logicas.
  • Quanto a generalidade [Guarino 98 ou 2002, livro web]: utiliza a generalidade da ontologia como criterio principal para a classificacao. Nesse sistema o autor identifica: ontologias de nivel superior, de dominio, de tarefas e de aplicacoes.
  • Tipo de informacao que representam [Gomez-Perez 2004 livro web]: nesta classificacao os autores se concentram no tipo de informacao a ser modelado. Sao identificados os seguintes tipos: ontologia para representacao do conhecimento, gerais e de uso comum, de topo ou nivel superior, de dominio, de tarefas, de dominio-tarefa, de metodos, e de aplicacao.

Cabe ressaltar que nao sera especificado neste trabalho, maior detalhe dessas classificacoes, sendo relevante destacar apenas, que as ontologias utilizadas para o proposito deste trabalho classificam-se como ontologia de dominio.

3.4.1 Ontologias de Dominio

Como visto anteriormente, as ontologias podem ser classificadas quanto a generalidade e informacao que representam, sendo definidas em ambas as classificacoes o conceito de ontologia de dominio.

Na classificacao quanto a generalidade, ontologias de dominio descrevem o vocabulario relativo a um dominio especifico atraves da especializacao de conceitos presentes na ontologia de alto nivel.

Ja na classificacao quanto ao tipo de informacao, ontologias de dominio sao definidas como ontologias que podem ter seus conceitos reutilizados dentro de um dominio especifico (medico, farmaceutico, direito, financeiro, etc). Termos de uma ontologia de dominio sao obtidos atraves da especializacao de conceitos de uma ontologia de topo. O mesmo e verdadeiro para suas propriedades [Breitman 2005].

Independente da classificacao, o conceito de ontologia de dominio utilizado neste trabalho representa os significados dos termos aplicados ao dominio especifico.

O uso de ontologias se justifica porque elas constituem uma forma de compartilhar a mesma estrutura de informacao entre pessoas e agentes de software, permitindo a reutilizacao do conhecimento do dominio.

3.5 Exemplos de Ontologias de Dominio

As ontologias de dominio utilizadas para exemplificacao e validacao, foram escolhidas de acordo com o dominio especifico dos Objetos de AprendizagemOAs apresentados no capitulo 2.

3.5.1 BLOC-Eco A BLOC-Eco [BLOC-ECO 2009], que possui uma base de conhecimento com informacoes ontologicas para termos de Ecologia na lingua portuguesa

3.5.2 OntoMusica

A OntoMusica [Boff 2005] e uma ontologia sobre a historia da musica, definindo generos musicais, obras e autores, na lingua portuguesa.

4.1 Compartilhamento de Experiencia Docente

e importante no processo de ensino aprendizagem que professores compartilhem e discutam suas experiencias, tecnicas e metodologias de ensino. Entretanto, esse compartilhamento muitas vezes ocorre informalmente e de forma restrita a grupos pequenos de professores. O compartilhamento de experiencias acarreta entre outras vantagens, a possibilidade de melhorar recursos educacionais usados em aula, evitar que erros sejam repetidorepetidos, divulgacao de metodologias bem sucedidas, ajuda para professores iniciantes ou substitutos, e o surgimento de novas ideias por meio das discussoes.

No caso dos OAs, o compartilhamento de experiencia de uso pode acrescentar ao objeto informacoes que contribuirao com o seu uso em diversos contextos, e de sua melhoria, tornando os objetos mais ricos em informacoes. Os atuais metadados oferecem um espaco limitado para essa descricao de uso, alem disso, o preenchimento de metadados sem um vocabulario estruturado ocasionando ocasiona ambigüidade e problemas semanticos que refletem na recuperacao do objeto. O preenchimento dos elementos do metadados precisa ser compreendido por maquinas.

O objetivo deste trabalho e promover a recuperacao de OAFs em repositorios por meio de anotacoes semanticas, ou seja, metadados estruturados que permitem explicitar o contexto e o uso dos OAFs, visando assim, a recuperacao de experiencias docentes (educacionais) e dos OAFs.

[Brito 2006] destaca a importancia do reuso de experiencias docentes, bem como o de OAs atrelados a essas experiencias. O compartilhamento de forma colaborativa das experiencias docente permite, por exemplo, minimizar dificuldades na substituicao de um docente, apoiar nas atividades didatico-pedagogicas e ajuda na busca pelo aperfeicoamento continuo do processo de ensino aprendizagem.

4.2 Trabalhos Relacionados

Em [....] ...

As propostas para a geracao e utilizacao de metadados de OAs reconhecem as dificuldades na utilizacao dos padroes existentes como as deficiencias e a falta de ferramentas para anotacao e apontam para tendencia a customizacao de padroes e utilizacao de recursos de anotacao colaborativa. Conforme Duval [Duval 2004], a tarefa de se efetuar a anotacao de OAs de forma colaborativa torna-se cada vez mais atraente, em funcao da quantidade de objetos e metadados e da possibilidade de se extrair metadados das anotacoes efetuadas por usuarios e sob a otica dos mesmos [Patrocinio SBIE 2009].

5 METADADO PARA OBJETOS DE APRENDIZAGEM FUNCIONAIS 2.0

Este capitulo apresenta a estrutura da nova versao do MOAF, denominado "MOAF 2.0".

5.1 Modificacoes da nova versao

As novas caracteristicas do MOAF foram agregadas na categoria "DadosEducacionais", existente no metadado, e em uma nova categoria denominada "Dominio". Os "DadosEducacionais" foi reestruturado se dividindo em duas outras subcategorias: "proposito" e "relatoUso", onde a primeira descreve as caracteristicas referentes ao proposito no qual o OAF foi concebido, e a segunda disponibiliza a descricao da experiencia de uso do OAF por parte dos educadores, registrando os diferentes contextos no qual o objeto foi aplicado. Essa nova reestrutura e ainda composta por novos elementos, baseados no modelo "Guia do Professor" que compoe a documentacao padrao para planejamento e desenvolvimento de OAs para a Rede Interativa Virtual de Educacao [RIVED 2009]. A Figura 11 ilustra a hierarquia das novas categorias do MOAF.

     Os elementos que compoe as subcategorias dos "DadosEducacionais" sao semelhantes, sendo apenas adicionado ao "relatoUso" dados referente ao responsavel e data do relato de uso, assim como a quantidade maxima de participantes na realizacao de uma atividade em um OAF, este ultimo elemento nao se faz presente na subcategoria "proposito" por ja ser definido nos dados tecnicos.

     Os novos elementos "dominioProposto" e "dominioUsado" correspondem ao nome da ontologia de dominio no qual o OA foi aplicado, devendo ser preenchido com o mesmo nome da ontologia que sera descrita na categoria "Dominio", este elemento pode ser repetido inumeras vezes, visto que um objeto podera ser multidisciplinar e possuir mais de uma ontologia de dominio. Outros novos elementos que compoe os dados educacionais sao: "conteudo" que permite descrever o conteudo e os conceitos que serao vistos atraves do OA; "preRequisitos" define os conhecimentos previos que os alunos precisam ter para fazer a atividade; e "tempoPrevisto" determina o tempo previsto na realizacao da atividade.

     "Complemento" e um elemento que permite ao educador compartilhar dicas de conteudo, ou aprofundar algum aspecto pedagogico que julgue importante para oferecer aos demais educadores. Pode indicar o uso de ferramentas tecnologicas, novas estrategias de aprendizagem, orientacoes metodologicas com aplicacoes praticas do tema apresentado, referencias bibliograficas, entre outras informacoes que julgar interessante. Por fim, o "tipo de interatividade" que ja existia na versao anterior ao MOAF foi alterado em seus valores, atribuindo agora o valor "mista" para OAs que possuem tanto interatividade passiva ou ativa.

     A nova categoria "Dominio" possui elementos que definem: "titulo", sendo este o valor de referencia para o dominio usado na descricao de experiencia de uso nos "DadosEducacionais"; "idioma" no qual foi descrita a ontologia de dominio; "dominioGeral" e "dominioEspecifico" no qual a ontologia pertence; "local" URL de onde se encontra a ontologia; "data" de criacao e/ou atualizacao da ontologia; "versao"; "responsavel" pela criacao ou atualizacao da ontologia; "formato"; e por fim, a "descricaoOntologia" que permite descrever sobre a ontologia.

Quanto ao "formato" das ontologias, esses podem assumir inumeros valores, visto que existem inumeras linguagens disponiveis para a construcao de ontologias como citadas em [Prado 2005]: Ontolingua/KIF, Cycl, Loom, Flogic, RDF(S), SHOE, XOL, OIL, DAML+OIL, OWL.

5.2 Dados Gerais

5.3 Dados Tecnicos

5.4 Dados Educacionais

5.5 Dados Dominio

6 DISCUSSaO

Este capitulo...

6.1 Etapas de Validacao

7 CONCLUSaO E TRABALHOS FUTUROS

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