Universidade Federal de Itajubá

1. Universidade Federal de Itajubá Treinamento Baseado em Computador Atualidades Treinamento Baseado em Computador Aprendizado e Avaliação Alexandre C. B. Ramos

2. O papel do computador na sociedade atual Atualidades

3. Computador x Educação Mito: Novas tecnologias vêm substituir o professor! =>Justifica-se pela falta de informação e de esclarecimento sobre o assunto. Qualquer tecnologia com potencialidades e características de comunicação e manipulação de informações, é adequada as atividades ligadas à Educação. O ato de ensinar/aprender consiste em uma relação de comunicação por excelência. http://www.cinted.ufrgs.br/renote/fev2003/artigos/adriano_software.pdf

4. Informática e Sociedade O processo de informatização da sociedade brasileira é irreversível. Se a escola também não se informatizar, correrá o risco de não ser mais compreendida pelas novas gerações. Os professores devem usar o computador como: 1. Ferramenta de auxílio as suas atividades didático pedagógicas. 2. Instrumento de planejamento e realização de projetos interdisciplinares. 3. Elemento que motiva e ao mesmo tempo desafia o surgimento de novas práticas pedagógicas. Tornar o processo ensino-aprendizagem uma atividade inovadora, dinâmica, participativa e interativa.

5. Software Educacional Definição: “Software educacional é todo aquele programa que possa ser usado para algum objetivo educacional, pedagogicamente defensável, por professores e alunos, qualquer que seja a natureza ou finalidade para o qual tenha sido criado.” Marisa Lucena

6. Utilização de SW Educacional Para que um software seja utilizado com finalidade educacional ou em atividades curriculares, é necessário que: 1. Sua qualidade de interface e pertinência pedagógica sejam previamente avaliadas de modo a atender às áreas de aplicação a que se destina e, 2. Satisfazer as necessidades dos usuários. (M. Lucena)

7. Quem Desenvolve? Quem melhor do que o professor, com sua vivência diária com os alunos, conhecedor de suas realidades e anseios, poderia desenvolver um produto eficiente e pedagogicamente correto? Segundo os técnicos, e uma grande maioria de professores, afirmam que construir software educacional é uma tarefa árdua, penosa e economicamente inviável para profissionais que não são da área da informática.

8. Como Desenvolver? Não há necessidade de se construir uma estrutura com grandes recursos tecnológicos e laboratórios de última geração, tampouco é preciso formar profissionais de alta competência tecnológica e titulação para a construção de software. Solução possível: Ferramentas de autoria MS PowerPoint Flash

9. O Desafio O desafio dos educadores atuais não é apenas o uso de computadores na escola, mas o uso da educação computacional e informática para mediar melhorias nas relações sociais e de aprendizado nas escolas. A introdução da informática no currículo pode auxiliar escolas a mudar da maneira tradicional de ensino/aprendizagem para um método que forneça aos estudantes um ambiente mais cooperativo no processo de ensino/aprendizagem, preparando-os para aprendizagens eternas, como exploradores e integradores do aprendizado e da experiência. Com o objetivo de tornar os sistemas educacionais mais atraentes ao aluno, passaram-se a utilizar os recursos multimídia na produção dos materiais didáticos.

10. Uso do Computador Atualmente O uso do computador em escolas mostra que o principal foco da educação computacional tem sido as características do computador, por exemplo: 1. Processamento de palavras, ou 2. Gerenciamento de informações. Pouca atenção tem sido dada ao desenvolvimento de uma pedagogia que integra o ensino das características do computador com a compreensão da informática e seu papel na sociedade. Pouca ou nenhuma atenção tem sido dada ao que se chama de Pedagogia da Informática que leva em consideração o processo de ensino e aprendizagem, a organização do currículo e reflexão no relacionamento homem/máquina no aprendizado e na grande comunidade, além do desenvolvimento das habilidades de usar computadores completamente.

11. Curiosidades - Professores • Os dados levantados em pesquisas recentes indicaram que os recursos mais utilizados pelos professores são: • Power Point (78,6%), • E-mail (55,7%), • Indicação de sites para as disciplinas (51%), • Aulas realizadas no laboratório de informática (24,3%) e • Home pages das disciplinas (19%). • Os professores também indicaram os recursos que gostariam de aprender, tendo destacado-se os seguintes: • A construção de home pages para a disciplina (62,9%), • Utilização do laboratório de informática para as aulas (45,7%), • Indicação de sites com conteúdo da disciplina (40%).

12. Curiosidades - Usabilidade A facilidade com que as pessoas podem empregar uma ferramenta ou objeto a fim de realizar uma tarefa específica e importante. A usabilidade pode também se referir aos métodos de mensuração da usabilidade e ao estudo dos princípios por trás da eficiência percebida de um objeto. 10 dicas de usabilidade em web sites: http://www.magoweb.com/blog/2010/04/10-dicas-sobre-usabilidade-em-websites-e-algumas-diretrizes/ Usabilidade no futuro: http://www.mercedessanchez.com.br/pt-br/publicacao_023.asp

13. Exercício 1 • Descreva quais ferramentas de software para auxilio ao processo de ensino - aprendizadoque você já tenha utilizado.

14. Recomendações Extraido de: DEZ ETAPAS PARA O DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE EDUCACIONAL DO TIPO HIPERMÍDIA Fernanda Campos Gilda Campos Ana Regina Rocha - COPPE Desenvolvimento de TBC

15. Considerações Hoje, temos que lidar com métodos, procedimentos e ferramentas para aumentar a produtividade e qualidade dos produtos. Projetos de desenvolvimento de software educacional, envolvem em seu desenvolvimento uma equipe multidisciplinar. Além disso, os produtos de software devem refletir os objetivos educacionais propostos e o ambiente de aprendizagem almejado, criando situações que estimulem o desenvolvimento das habilidades desejadas. A seguir são apresentadas 10 recomendações.

16. I. Definição do ambiente de aprendizagem O desenvolvimento do software educacional possui características específicas e a especificação dos requisitos de qualidade inclui o modelo de ensino/aprendizagem selecionado, isto é, a filosofia de aprendizagem por traz do software. A experiência tem mostrado que o processo de desenvolvimento de software adequado à hipermídia educacional deve ser composto do modelo de ciclo de vida de prototipagem evolutiva, acrescido da etapa inicial da escolha do ambiente educacional e avaliação por parte de professores e alunos, para que novos requisitos sejam incorporados ao hiperdocumento.

17. II. Análise de viabilidade Os projetos podem variar em função do objetivo pelo qual o sistema é constituído, do hardware sobre o qual pode ser implantado e também em função da filosofia de desenvolvimento. Para que o projeto da hipermídia seja realizado é necessário a definição de algumas estimativas entre elas recursos, custos e cronogramas. Deve-se fornecer dados sobre os usuários, restrições externas, limitações do produto e outros fatores relevantes. A estimativa dos recursos necessários para o esforço de desenvolvimento inclui: recursos de hardware, software e recursos humanos. É necessário avaliar a possibilidade do reuso de componentes e identificar, acompanhar e eliminar itens de risco antes que eles possam comprometer o sucesso do projeto ou que se tornem a principal fonte de trabalhos refeitos.

18. III. Seleção do tipo de documento Na prática das escolas o que se tem verificado é a utilização dos sistemas de hipermídia para o desenvolvimento de hiperdocumentos por dois grupos distintos de usuários autores: • Professores e • Alunos. Os hiperdocumentos desenvolvidos por estes dois grupos citados acima também podem ser analisados sob outros dois prismas: • De um lado, temos os hiperdocumentos para serem utilizados por diversos usuários, que trazem em si uma base de conhecimentos sólida e consistente e que deverão ter uma vida útil, duradoura e incremental, devendo refletir um ambiente educacional rico e coeso com a prática pedagógica; • de outro lado, existem produtos que não têm nenhum compromisso didático pedagógico, apenas exploratório.

19. IV. Seleção do método para autoria Há necessidade da adoção de um enfoque metodológico que discipline e guie o processo de desenvolvimento de uma aplicação hipermídia. Os métodos de autoria, de um modo geral, estão divididos em duas classes: • Os métodos embutidos em alguma ferramenta de autoria e • Os métodos que possibilitam a análise e projeto independente da ferramenta a ser utilizada na implementação. Existem diversos métodos propostos para modelagem de aplicações hipertexto/hipermídia tanto para aplicações gerais quanto para a educação.

20. V. Planejamento da interface A interface do usuário é o mecanismo através do qual o diálogo entre o software e o ser humano é estabelecido. Os fatores humanos devem ser levados em consideração para que o diálogo seja ameno. Como o homem percebe o mundo através do sistema sensorial, o planejamento de uma interface deve considerar os sentidos visual, táctil e auditivo. É importante notar os níveis de habilidades pessoais e as diferenças individuais entre os usuários. Modelo de ciclo de vida de prototipagem evolutiva.

21. VI. Planejamento do documento O material que irá compor a multimídia deve ser pesquisado, organizado, assimilado, escrito e produzido um script que, como uma peça de teatro, orquestra a aparência e a ativação dos diversos componentes e mídias no momento desejado.

22. VII. Seleção do sistema de autoria e das ferramentas Para desenvolver o trabalho de autoria de um programa de hipermídia são necessários ao menos um sistema de autoria, destinado ao desenvolvimento do programa propriamente dito e sistemas de apoio a autoria: pintura, desenho, ilustração, animação, titulação, diagramação, tratamento de figuras, etc. O desenvolvimento de um software de qualidade requer a verificação da presença ou ausência de critérios de qualidade. Selecionar um sistema de autoria é uma etapa importante porque é neste momento que o usuário contemplará os requisitos e expectativas escolhendo a ferramenta correta para a aplicação. Uma característica importante nos sistemas de autoria é a interatividade. É ela que coloca o usuário no controle do sistema, manipulando as diversas mídias nos diferentes modos de interação. Também a interatividade que permite o trabalho cooperativo de múltiplos autores. Existem vários critérios de seleção de sistemas de autoria levando-se em consideração, por exemplo, a empresa que vende os sistemas, em termos de: • Expência de uso do sistema, • Consultoria, • Manutenção, • Cursos de treinamento, • Suporte técnico e upgrade.

23. VIII. Implementação A autoria de sofisticadas apresentações multimídia conta hoje com pelo menos cinqüenta ferramentas profissionais, mas são mais difíceis de usar que os sistemas prévios de textos e menus por diversas razões: • Quanto mais poderoso o ambiente de autoria, mais tempo de aprendizagem é requerido, e • A criação e integração de animação, vídeo e audio é um processo mais elaborado e menos familiar aos autores que a composição texto e gráfico. Esta etapa, na maioria das vezes, vai exigir a participação de profissionais de informática para que a qualidade do produto final não fique comprometida com tarefas não necessariamente pertinentes ao trabalho do professor.

24. IX. Avaliação A norma ISO/IEC 9126:1991define avaliação como a ação de aplicar critérios de avaliação especificamente documentados para um módulo de software específico, pacote ou produto com o propósito de determinar a sua aceitação ou liberação. Esta norma definiu seis características que descrevem a qualidade do software, base para posterior refinamento e descrição da qualidade, e, apresentou diretrizes a fim de descrever o uso das características para a avaliação da qualidade. A garantia de que um software é de boa qualidade dependerá de um planejamento de todas as atividades realizadas ao longo do seu ciclo de vida. Para a melhoria dos produtos de software e para que estes venham a ser integrados no currículo regular das escolas, é preciso não só o envolvimento do professor em seu desenvolvimento, como também o estabelecimento de critérios avaliativos. Ao desenvolver um software educacional temos que privilegiar: • Os objetivos educacionais pré-estabelecidos, • Clientelas pré determinadas e • O contexto educacional em que se desenvolve o trabalho.

25. X. Validação Quando se completa o desenvolvimento de um produto de software, teoricamente ele não tem defeitos de desenvolvimento, porém os usuários são os únicos que podem realmente decidir se um software está bem desenvolvido ou não. A validação de um software educacional é uma etapa de fundamental importância para que seja assegurado que os objetivos e metas propostos foram realmente alcançados e que o software soluciona o problema de ensino aprendizagem que motivou seu desenvolvimento. A validação do software visa responder a uma pergunta difícil: Como sabemos que atingimos os objetivos? Esta resposta, muitas vezes, exige coleta de dados por um certo período de tempo e avaliação contínua. Nesta fase podemos trabalhar com grupos representativos da população alvo do software e a validação poderá ser feita basicamente de duas maneiras: • Observação direta da interação usuário/hipermídia e • Resposta do usuário a um questionário. Em ambos os casos é fundamental que a navegação se faça por todos os nós constantes da rede e que os mesmos sejam visitados em sequências diferentes.

26. Exercício 2 • Considerando o tutorial sobre a troca de pneus descreva, resumidamente, os parâmentros que o nortearam no planejamento da interface e no planejamento do documento.

27. Ambientes de treinamento com o auxílio do computador Treinamento Baseado em Computador

28. Educação e Computação • Ao se integrar a educação com as tecnologias interativas proporcionadas pelo uso do computador, ocorreu o surgimento dos Sistemas de Treinamento Baseado em Computador – TBC. • Possibilitando atividades educacionais assíncronas, sem a exigência de presenças físicas e simultâneas de professor e alunos, transformando a sala de aula em um espaço virtual.

29. Treinamento Baseado em Computador • Sistema que utiliza o computador para facilitar o aprendizado, normalmente é composto por três partes: • CAI – Computer Aided Instruction, que interage diretamente com o aluno para apresentar o conteúdo da lição correspondendo a um meio de instrução tal como um: tutorial, jogo, modelo, solução de problemas, simulação. • CMI – Computer Managed Instruction, realiza os testes, grava os resultados e informa o desempenho. • CSLR – Computer Suported Learning Resources, contém os recursos utilizados pelo TBC (banco de dados, figuras, filmes etc.)

30. Tipos de CAI 1. Softwares de exercício e prática • estudante adquire habilidades específicas • criticados por especialistas • desenvolvem memorização • permitem estudo no próprio ritmo 2. Softwares tutoriais • disponibilizam caminhos alternativos • possuem níveis de complexidade • úteis na revisão de um tópico 3. Softwares baseados em simulação • oferecem maior interatividade • auxiliam o professor • estudantes constróem seu próprio conhecimento

31. Exercício 3 • Realize uma pesquisa na internet identificando tipos de: • CMI – Computer Managed Instruction • CSLR – Computer Suported Learning Resources

32. CAI – Computer-Assisted Instruction ITS – Intelligent Tutoring System DODE – Domain-Oriented Design Environment Extraído de: http://www.dspcom.fee.unicamp.br/cristia/ia368/Relatorio/relatorio_final.html#Introducao Análise das Tecnologias

33. CAI • A modalidade de ensino denominada CAI - Instrução Assistida pelo Computador tem sua origem na década de 1960, sendo um resultado da teoria Psicológica Comportamentalista. • Na teoria Comportamentalista, modela-se o comportamento dos indivíduos considerando-o um condicionamento aos vários estímulos recebidos do ambiente. • O aprendizado é encarado como uma absorção do mundo existente ao redor do aprendiz. • A fórmula básica, proposta por Skinner (o maior expoente desta linha), que descreve esta teoria é a seguinte: Estímulo --> Resposta

34. CAI • A um estímulo está associada uma resposta. Além disso, como se comprovava em testes com animais (os famosos testes com ratos, ou com cães), estas respostas poderiam ser aumentadas ou diminuídas, conforme existisse, associado a elas, um outro estímulo. • Desta forma, a fórmula usual dos comportamentalistas tem uma terceira componente: Estimulo1 --> Resposta --> Estimulo2 • Esta terceira componente, o Estimulo2, age diretamente sobre a resposta e pode ser um estímulo aversivo ou apetitivo, conforme se queira, respectivamente, diminuir ou aumentar a ocorrência da resposta.

35. CAI • Na Educação o comportamentalismo se verificou na proposta de instruções, repetições, cópias,... . • Não há espaço para construção, mas simplesmente cópia. • Não há espaço para individualização, nem contextualização dos conteúdos ministrados. • E é este paradigma o seguido pelas Instruções Assistidas pelo Computador. • Esta linha é muito facilmente informatizada, uma vez que, em não havendo promoção de discussões, nem considerações acerca das características próprias do aprendizado individual, um computador pode muito facilmente substituir um professor que siga esta linha.

36. CAI • A estrutura básica de uma CAI é a seguinte : • Existe um currículo que deve ser seguido e ensinado aos alunos. • A este currículo estão associados problemas que, ao fim do módulo, o aluno deverá ser capaz de resolver. Estes problemas são, então, os estímulos do tipo E1 que serão dados aos alunos. • A estes estímulos, o aluno dará respostas. Estas, deverão ser comparadas com as respostas corretas que o computador possui. • Se a resposta dada pelo aluno é igual à dada pelo computador, ele recebe uma recompensa (estímulo apetitivo) e passa para o próximo problema; se a resposta dada pelo aluno é diferente (mas não necessariamente incorreta) da do computador, ele recebe uma remediação, que poderá ser um reforço naquele conteúdo que não conseguiu fixar. Quando este conteúdo é fixado corretamente, o aluno passa, então, para o próximo ponto da instrução.

37. CAI • Problema: • Mais do que o fato de se dar estímulos aversivos e apetitivos para condicionar as respostas dos alunos, o que é mais questionado neste tipo de ensino é a total desconsideração das características cognitivas individuais, e o caráter completamente passivo atribuído ao aprendizado (que é uma mera cópia de um conteúdo já previamente estabelecido).

38. Exercício 4 • Realize uma pesquisa na internet identificando uma ferramenta que utiliza a tecnologia CAI. Faça um resumo de uma página das características desta ferramenta.

39. ITS • ITS - Intelligent Tutoring System, tem origem em uma outra linha teórica acerca do aprendizado, que é a Teoria Cognitivista. • Para a linha cognitivista, o aprendizado não é uma mera cópia de conteúdos ministrados, mas uma construção interna, individual e ativa, deles. • Um ITS seria, então, um software que envolve: • Um computador que codifica domínios pedagógicos e conhecimento de professores humanos (trainer) como um bom mecanismo para comunicá-los a outros humanos; • Um aprendiz humano (trainee) que interage com o computador para adquirir algumas habilidades neste domínio.

40. ITS • A estrutura básica de um ITS é a seguinte: • Percebe-se, então, que um ITS clássico é composto de cinco blocos: modelo de aluno, base de domínio, estratégias de ensino, controle e interface.

41. ITS • Modelo do Aluno • A finalidade deste módulo é, através da análise da interação e das intervenções do aluno, determinar o nível dele, e propor a melhor estratégia pedagógica possível para este perfil levantado. • O modelo de aluno seria o especialista em técnicas de ensino, que seleciona conceitos, fixa os níveis de dificuldade do ensino e controla o processo de aprendizagem. • Contém as informações relevantes, do ponto de vista do tutor, a respeito do aluno. É a presença deste modelo que permite ao sistema tutor adaptar-se a cada estudante, individualizando a instrução.

42. ITS • Modelo do Aluno • Representa o conhecimento e as habilidades cognitivas do aluno em um dado momento. É constituído por dados estáticos e dados dinâmicos que serão de fundamental importância para o tutor poder comprovar hipóteses a respeito do aluno. • Apesar de complexo, este módulo não garante que todos os pontos relevantes neste processo estão sendo considerados neste caso. • O levantamento de um perfil cognitivo, por exemplo, não é algo trivial e nem sempre somente as respostas dos alunos serão suficientes para tal. Uma vez que se desconsideram o comportamento dos indivíduos e a motivação deles neste processo, o perfil levantado jamais será completo, e erros significativos poderão ocorrer.

43. ITS • Base de Domínio • Este módulo seria o responsável pelo material instrucional, por uma sistemática geração de exemplos, pela formulação de diagnósticos e pelos processos de simulação. • Contém o conhecimento sobre o domínio que se deseja ensinar ao estudante. • Em outras palavras, este módulo seria o responsável pelo currículo a ser seguido pelo aluno. • Este módulo seria o responsável pela estratégia pedagógica adotada para se ministrar o conteúdo requerido.

44. ITS • Base de Domínio • Esta estratégia está intimamente relacionada à linha pedagógica que se deseja seguir. Assim, uma vez que se tenha as informações de diagnóstico, monitoração e análise do aluno, deve-se ser capaz de responder às seguintes questões: • Quando interromper? Que razões justificam interromper o curso de raciocínio ou aprendizagem do aluno? • O que dizer? Esta questão desdobra-se em: • Seleção do(s) tópico(s) a ser(em) apresentado(s); • Ordenação dos tópicos, se houver mais de um. • Como dizer? Esta é, provavelmente, a questão mais difícil. Não há soluções gerais concretas, e muitos autores apontam aqui a falta de teorias pedagógicas suficientemente detalhadas.

45. ITS • Base de Domínio • Este módulo, assim como o do aluno, por ser de decisões muito subjetivas e cognitivamente complexas, é de difícil implementação computacional. • Pergunta: O professor pode ser substituído pela máquina? • Em técnicas de aprendizagem colaborativa este problema se dilui um pouco, uma vez que boa parte da interação passa a ser entre seres humanos. • No entanto, técnicas pedagógicas e de tipos de intervenção adotadas por professores diferentes, mesmo seguindo a mesma linha pedagógica, normalmente não conduz a práticas idênticas. • Cada professor age de maneira muito particular e individual, e normalmente leva em consideração (mesmo sem se dar conta) uma multiplicidade e uma complexidade de fatores tão grande, que um computador não seria capaz de considerar, seja por limitação de processamento/análise, seja por estar impossibilitado de aferir as relações humanas de uma maneira verdadeiramente humana.

46. ITS • Módulo de Controle • Este módulo é o que gerencia o funcionamento do ITS. O ciclo de execução do módulo de controle é o seguinte : • Selecionar uma estratégia de ensino do banco de estratégias; • Com base na estratégia de ensino, selecionar um material instrucional da base de conhecimento do domínio; • Apresentar o material para o estudante através do módulo de interface (que pode incluir apresentação de exercícios e solução dos exercícios propostos); • A partir das respostas dos estudantes, diagnosticar seu comportamento e monitorar seu progresso, lendo/atualizando o modelo do aluno e reiniciando o ciclo.

47. ITS • Interface • É na interação que o sistema tutor exerce duas de suas principais funções: • Apresentação do material instrucional, e a • Monitoração do progresso do estudante através da recepção da resposta do aluno. • Dessas duas funções, pode-se derivar alguns objetivos a serem buscados pelo módulo de interface: • É necessário evitar que o estudante não se entedie, ou seja, é preciso riqueza de recursos na apresentação do material instrucional; • É desejável que haja facilidade para troca da iniciativa do diálogo: o estudante deve poder intervir facilmente no discurso do tutor e vice-versa; • O tempo de resposta deve permanecer dentro de limites aceitáveis; • A monitoração deve ser realizada o máximo possível em background, para não onerar o estudante com questionários excessivos, mas respeitando também a barreira do tempo de resposta.

48. Exercício 5 • Realize uma pesquisa na internet identificando uma ferramenta que utiliza a tecnologia ITS. Faça um resumo de uma página das características desta ferramenta.

49. DODE • Ambientes de Projeto Orientados a Domínio - DODE, são ambientes que modelam domínios, e não tarefas individuais dentro do domínio. • Procuram entender (pelo menos) parcialmente a atividade em que o aprendiz está engajado. • Uma estrutura para a solução de problemas dentro de um domínio é feita no período de design, e os aprendizes criam ferramentas que quiserem de uma forma auto-dirigida (estendendo a estrutura do domínio) quando fazem uso destes domínios. Fontes que são usadas para prover uma assistência específica do domínio incluem: • O foco no domínio, • A construção parcial de uma ferramenta, • A especificação parcial fornecida por um aprendiz, e • Os espaços de informação visitados.

50. DODE • São sistemas abertos, onde oportunidades para mudanças estão embutidas como uma parte central do sistema. • Por fornecer componentes que evoluem continuamente, estes ambientes permitem um constante fluxo de entradas (flow of inputs) dos projetistas e usuários, fazendo uma ponte entre o período do projeto, e o período de uso pelos usuários. • Esta evolução de processa de três formas: • Semente, • Crescimento evolutivo, • Ressemeadura.