Rogers Ferreira da Silva <rogers@ee.pucrs.br>
Jorge Guedes Silveira
Ricardo Balbinot
Rede Metropolitana de Porto Alegre - MetroPoA
FENG - Pontifícia Universidade do Rio Grande do Sul - PUCRS
Resumo
1. Modelagem da Plataforma de EAD para educação
a distância
2. Modelo inicial de comunicação: uma
via de mão-dupla
3. Proposta para projeto e desenvolvimento de uma plataforma para aplicações de Educação a Distância sobre a rede GIGA
Referências bibliográficas
Uma das linhas de pesquisa do Projeto Redes Avançadas do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) (Edital 10/2001) foi focada no desenvolvimento de ferramentas para EAD (Ensino a Distância). A equipe do Metropoa, Rede Metropolitana de Alta Velocidade de Porto Alegre, se propôs a desenvolver algumas ferramentas de EAD integradas a uma arquitetura modular orientada à objetos de aprendizagem.
O projeto de pesquisas em Educação a Distância no MetroPoA realizou a implementação do sistema WebTchê [1][2]. Este sistema trata uma série de aspectos relativos a diferentes módulos que podem compor um sistema de Educação à Distância, das relações e protocolos de comunicações envolvidos entre os diversos servidores de recursos idealizados para esse sistema. Algumas das definições e módulos mais importantes da arquitetura geral do sistema WebTchê ainda permanecem como princípios norteadores do atual projeto de desenvolvimento que trata da modelagem e implementação de uma Plataforma de EAD.
Dentre eles, destacamos a definição dos subsistemas servidor, cliente e a concepção dos cursos e aulas integrados com a utilização de servidores independentes para audioconferência (VoIP), videoconferência e vídeo sob demanda (VoD). Outro princípio especificado no sistema WebTchê e em pleno desenvolvimento na plataforma atual é o de geração "intuitiva" de cursos e aulas. Em [1] foram apresentados, e publicados, os principais estudos e módulos a serem implementados para subsistemas de criação de cursos e aulas.
Aproveitando-se da competência consolidada no MetroPoA, porém limitado pela não liberação das bolsas que foram aprovadas no Edital 10/2001, a equipe de Redes Avançadas optou por realizar, no trabalho atual, um esforço adicional, com recursos da Universidade, no sentido de manter a perspectiva de continuidade, porém iniciando uma nova fase de modelagem da plataforma em UML, visando, agora, a padronização das estruturas a serem implementadas dentro do paradigma de Orientação à Objetos. Este plano de trabalho foi considerado racional e válido, dado o grande potencial existente para modularidade na arquitetura da plataforma e, sobretudo, para reaproveitamento de códigos. No sentido de consolidar a fundamentação das propostas idealizadas no projeto, nova revisão bibliográfica foi realizada, resultando no surgimento de estruturas mais robustas e concisas, condizentes com as necessidades da Educação à Distância.
Com base no novo enfoque regente para o projeto, tendo a comunicação como ponto de partida para a troca de conhecimento, as estruturas passaram a compreender um número maior de ferramentas de comunicação, além de novos módulos e funcionalidades que foram especificados e adicionados aos subsistemas já existentes. Em complementação a esses subsistemas, um conjunto de funcionalidades de cunho administrativo é estruturado num novo subsistema, o subsistema administrador. A razão motora que motivou esta nova estrutura foi baseada na falta de suporte à obtenção de dados estatísticos que foi identificada em sistemas comerciais de Educação a Distância.
A estruturação de um modelo de sistema para Educação a Distância orientado à troca de conhecimento, através de componentes que garantam a qualidade do aprendizado, representa uma das grandes dificuldades encontradas no desenvolvimento desse tipo de sistema. Em [3], Muraida et. al. demonstra a dificuldade encontrada na modelagem do conhecimento, justificando o fato pela complexidade de fatores determinantes da forma de apresentação do conteúdo, como características do grupo de estudantes (idade, motivação, etc.) e técnicas de ensino correspondentes. Nesse sentido, Hood [4] demonstra a existência de estilos (ou formas) de aprendizado, os quais seriam característicos de cada estudante, onde se sugere a variedade de formas de apresentação da informação (através de aulas multisensoriais, por exemplo). Problemas relacionados à criação de cursos e à geração do material didático utilizado nas aulas constituem boa parte da problemática dos cursos a distância. Em suma, o projeto de interfaces, a gestão da comunicação, o gerenciamento de recursos e conteúdos, a concepção de materiais didáticos, o controle e avaliação dos resultados e a adaptatividade podem ser identificados como principais problemas na concepção de cursos à distância.
Estabelecer um modelo estruturado de soluções para estes problemas, de forma que possam ser abordados individualmente por diversos grupos de pesquisa, é a intenção prima que motivou o desenvolvimento de uma Plataforma de EAD. Para isso, apresentamos uma série de funcionalidades, muitas das quais já desenvolvidas parcialmente em diversos trabalhos ou sistemas comerciais, visando a unificação de todas elas em uma plataforma única, de maneira que a implementação de tal modelo nos permitiria atingir altos níveis de interatividade, de troca e escalabilidade.
Além disso, em casos reais, o sistema deverá também ser utilizado por instituições e não apenas por professores. É interessante que o sistema esteja preparado para prestar serviços e se adequar também a esses outros "funcionários". A proposta deve ser flexível para estudar e entender a organização e estruturação interna de instituições educacionais reais, de modo que, através do entendimento do seu funcionamento e das necessidades de cada entidade desse corpo educacional, identifiquem-se as entidades que virão a ter alguma interação com o sistema idealizado e permitindo, dessa forma, que sejam escolhidas ferramentas de comunicação que resolvam os problemas dessas entidades.
A Educação representa um processo interativo, um conjunto de ações responsáveis por toda articulação entre as entidades envolvidas no processo de transferência do conhecimento.
Toda transferência, por sua vez, diz respeito à comunicação, à troca de dados e informações entre elementos. Na Educação, entendemos que a transferência do conhecimento, ou da informação, deve ser tratada como uma comunicação interativa em uma via de mão-dupla, onde o conhecimento trafega nos dois sentidos, num processo de troca que proporciona a interação entre as entidades que se comunicam.
Em concordância com o estudo realizado, observamos a existência de três entidades comuns a todas as propostas de modelo educacional: Aprendiz, Professor e Conhecimento. De forma bem simples, podemos dizer que Aprendiz é a entidade interessada na sedimentação e aquisição de novos conhecimentos para si e que Professor é a entidade predisposta a disponibilizar o seu tempo, sabedoria e experiência em favor dos Aprendizes. Quanto ao Conhecimento, podemos entendê-lo como a informação que é transmitida. A representação deste último como uma entidade possibilita sua modelagem e implementação de forma a permitir sua reutilização por vários Aprendizes e Professores.
Figura 1 - Modelo com concepção de cursos em equipe.
Modelo Completo de Comunicação
A comunicação sob o aspecto prático/de implantação,
permite a identificação dos usuários e a prestação
de serviços para os mesmos. Além disso, dado o contexto "virtual"
de implementação do sistema (computador, Internet,...), faz-se
necessária a adição de especialistas ao sistema (Coletores
de Recursos, "Designers" Instrucionais e "Designers" Gráficos
- Design Institucional). Neste ponto, contempla-se a viabilização
prática da implementação de cursos e aulas em equipe [5].
Figura 2 - Mais do que um mero sistema de comunicação, uma plataforma de comunicação de EAD com valor agregado e o aluno no centro do processo educacional.
Proposta Construtivista
O paradigma construtivista é o mais aceito atualmente e é tido como a melhor
proposta educacional por grande parte da comunidade acadêmica [6].
Este princípio baseia-se na atuação do professor como auxiliar no processo educacional.
O aluno passa a ser o centro do processo. Dessa forma, surge um novo paradigma
que valoriza o fornecimento de ferramentas interativas e atividades educacionais
pelo professor, ao aluno, tais que sejam estimulados fatos que explicitem o
novo conhecimento a ser aprendido através de conceitos já dominados pelo aluno.
O aluno passa a desenvolver, por conta própria, novos conceitos a partir de
conceitos já conhecidos, através da realização de atividades ou da utilização
de ferramentas que propiciem a aplicação de conceitos já dominados na obtenção
do novo conhecimento.
As ferramentas de comunicação devem focar neste princípio tanto ou mais que na mera realização de uma comunicação qualquer [6]. Trata-se de agregar valor, agregar interatividade e laboratórios virtuais ao grande volume de ferramentas de comunicação já existentes, limitados, porém, a atividades de comunicação pura e simples. Pontos importantes para atingir isto são a geração de conteúdo adequado por processos intuitivos, a utilização das ferramentas de comunicação que explicitem a realização dos princípios construtivistas, a utilização de agentes inteligentes e a construção de interfaces interativas para o sistema.
A análise de técnicas comuns de EaD em sistemas comerciais e abertos são boas referências de como podem ser aplicados alguns conceitos de educação em ferramentas. Um exemplo de técnica adotada atualmente é o conceito de CMC (Computer Mediated Communication) assíncrona através da ferramenta de correio eletrônico ("e-mail") com controle de listas e grupos.
Gostaríamos, no entanto, de propor a formação de um grande projeto RNP2 de modo a incorporar outros parceiros nacionais e aumentar a massa crítica envolvida na implementação de protocolos. É importante destacar a importância da implementação, com código próprio, dos principais protocolos IP da pilha IETF, o que pode viabilizar a utilização integrada de novos recursos como VoIP, Videofone, além das atividades normais automáticas como agendamento de conferências, envio de "e-mails" para grupos de usuários, notificação de usuários e outras. As aplicações de áudio-conferências controladas, mural eletrônico, videoconferências, streaming de áudio e vídeo, as apresentações de slides digitais ("Power Point") e a utilização de white boards seriam opções de comunicação a serem desenvolvidas, ou adaptadas, para serem utilizadas de forma independente em objetos específicos de aprendizagem. Esta plataforma poderia, certamente, agregar um valor ainda maior ao projeto a ser desenvolvido, tanto pela redução de custos e despesas na utilização do sistema como pelo aumento considerável do nível de interatividade.
O ponto chave dessa proposta está justamente na interação e colaboração mútua pretendida entre os vários grupos de pesquisa brasileiros que, agregado à característica marcante de modularidade da plataforma apresentada, torna praticável a implementação desses diversos módulos por diferentes grupos de pesquisa. Acelerando o processo de concepção do sistema e permitindo a criação de equipes nacionais nas referidas áreas de pesquisa.
Outras metodologias, técnicas ou características que poderiam ser incorporadas dentro de um projeto maior em sistemas de EAD, no âmbito da RNP2, seriam UML, RUP, Ambientes de Imersão interativos com arbitramento de regras de comunicação, Compartilhamento de Área de Trabalho (controle do sistema do aluno remotamente pelo professor), Modelar o conhecimento conforme o EHDM [7] (Educational Hypermedia Documents Model) (solução nacional para representação interna do conhecimento), introduzindo técnicas de armazenamento distribuído de dados, de processamento distribuído de dados, de segurança dos dados com criptografia e interface web .
[1] SILVEIRA, J. G.; BALBINOT, R.; NUNES, P. L. A modular system Tool for the Distance Learning. IEEE PACRIM'01.
[2] VIEIRA, A. R.; CASTELLO, F. C.; BALBINOT, R.; SILVEIRA, J. G. Sistema Interativo Para Educação A Distância com Uso de Redes de Alta Velocidade. SBRC 2001.
[3] D. J. Muraida, F. Van Wert, S. B. Wilen. CBT Data/Knowledge Acquisition: Using Knowledge Objects to Prototype Courseware. JRP Technologies. <http://www.jrptech.com/cbt-knowledge.htm>.
[4] HOOD, K. Exploring Learning Styles and Instruction. The University of Georgia. Disponível em: <http://jwilson.coe.uga.edu/EMT705/EMT705.Hood.html>. Acesso em jul. 2003.
[5] HANNA, D. E. et al. 147 Practical tips for teaching online groups : essentials of web-based education. Madison: Atwood Publishing, 2000.
[6] STUTT, A. Knowledge Engineering Ontologies, Constructivist Epistemology, Computer Rhetoric: A Trivium for the Knowledge Age. Knowledge Media Institute. Open University, UK. Disponível em: <http://kmi.open.ac.uk/people/arthur/Papers/edmedia97paper.pdf>. Acesso em jul. 2003.
[7] PANSANATO, L. T. E.; NUNES, M. G. V. EHDM: Método para Projeto de Hiperdocumentos para Ensino. Disponível em: < http://www.cp.cefetpr.br/pessoal/luciano/public/sbmidia99.pdf>. Acesso em ju. 2003.