Classificação de Software Educacionais
Software Educacional
Prof. Alysson Filgueira Milanez
alysson.milanez@ufersa.edu.br
Classificação de SEs
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Classificação de SEs
A criação de sistemas computacionais com fins educacionais tem acompanhado a própria história e evolução dos computadores
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Classificação de SEs
Os primeiros usos do computador em Educação surgiram ainda no final da década de cinquenta e representavam as possibilidades tecnológicas da época
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Classificação de SEs
Da mesma forma, os paradigmas de aprendizado embutidos - o modo de entender o ensino-aprendizado - refletem e situam o contexto educacional vigente à época
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Classificação de SEs
A chamada “instrução programada”, foi a base para os primeiros sistemas e representava uma automatização do processo de ensino/aprendizado consistente com as possibilidades tecnológicas vigentes
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Classificação de SEs
Essa classe de sistemas evoluiu, principalmente na área de Inteligência Artificial (IA), que possibilitou uma sofisticação grande nos sistemas computacionais derivados, atualmente chamados Tutores Inteligentes (TI)
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Classificação de SEs
Esses sistemas fazem parte do que se chama “Ensino Assistido por Computador”
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Classificação de SEs
A “liberdade” de iniciativa e controle do estudante no ambiente computacional e o aprendizado entendido como construção pessoal do conhecimento propostos por Papert e exemplificados pelo ambiente de programação Logo, foram, inicialmente, contrapostos às noções diretivas de currículo e de ensino
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Classificação de SEs
Classe de sistemas computacionais, baseados na ideia de ferramentas para uma interação rica em ambientes interessantes, é proposta para promover o aprendizado “construcionista”
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Classificação de SEs
O objetivo é encorajar o estudante a tomar a iniciativa e o aprendizado é entendido não como mera aquisição de conhecimento, mas como uma evolução em direção à expertise no qual componentes como planejamento, descrição, execução e reflexão são parte do ciclo interativo do aprender
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Classificação de SEs
Aprender fazendo e refletindo: ambientes de modelagem e simulação, micromundos, ambientes de programação e de autoria
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Classificação de SEs
Além da perspectiva que surge com uma nova forma de comunicação, a Internet tem sido, também, utilizada para veicular sistemas computacionais do ensino assistido por computador e ambientes interativos de aprendizado, que têm seu acesso facilitado pela rede
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Classificação de SEs
O aprendizado socialmente distribuído ou construído é tópico de pesquisa relativamente recente, que começa a estudar e propor sistemas e metodologias baseados no paradigma do aprendizado “colaborativo”
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Classificação de SEs
Novos métodos – por exemplo, aprendizagem por meio de pesquisa, colaboração, ou visualização – e novos objetivos ainda não foram acordados pela comunidade educacional e muito menos operacionalizados
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Classificação de SEs
As aplicações computacionais dirigidas à educação não estão mais simplesmente tentando ensinar habilidades tradicionais de modo mais rápido, eficiente e com um menor custo
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Classificação de SEs
Em vez disso, estão tentando participar de um processo de mudança dos métodos de ensino e aprendizagem e redefinindo os objetivos e resultados desejáveis desses processos
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Mudanças são inevitáveis…
Classificação de SEs
Ensino assistido por computador: classe de sistemas que exemplificam o paradigma instrucionista de aprendizagem e detêm o controle da interação
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Classificação de SEs
Ambientes interativos de aprendizagem: classe de sistemas que exemplificam o paradigma construcionista e cujo controle da interação está totalmente nas mãos do aprendiz ou é compartilhado entre o aprendiz e o sistema
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Classificação de SEs
Aprendizado socialmente distribuído: classe que representa as novas possibilidades surgidas com a Internet e a globalização da informação
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Ensino Assistido por Computador
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Ensino Assistido por Computador
O ensino assistido ou auxiliado por computador: informação como unidade fundamental no ensino; preocupa-se com os processos de como adquirir, armazenar, representar e principalmente transmitir informação
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Ensino Assistido por Computador
O computador é visto como uma ferramenta poderosa de armazenamento, representação e transmissão da informação
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Ensino Assistido por Computador
Inspirados no método da instrução programada
Método de ensino surgido nos anos 50; consiste na organização do material a ser ensinado em partes logicamente encadeadas - módulos
Os módulos são apresentados ao aprendiz de modo gradual e sequencial
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Ensino Assistido por Computador
O estudante pode seguir seu próprio ritmo
Retomar módulos já cursados ou olhar os módulos futuros
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Ensino Assistido por Computador
Não alcançaram o sucesso prometido. A forma de apresentar o material instrucional era bastante rígida
Assim, os sistemas EAC representavam apenas um novo material para veiculação do conteúdo: o computador no lugar do material impresso
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Ensino Assistido por Computador
Do ponto de vista da interação estudante-sistema, esta era controlada pelo sistema e o estudante era limitado a prosseguir, quando tudo corria bem, ou voltar, às vezes compulsoriamente
Do ponto de vista do sistema, todo usuário era tratado da mesma maneira
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Ensino Assistido por Computador
Do ponto de vista tecnológico, os CAI (sigla em inglês - Computer Aided Instruction) evoluíram para ICAI (Intelligent Computer Aided Instruction Learning) - os Tutores Inteligentes
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Ensino Assistido por Computador
Tais sistemas se propõem a auxiliar o processo de ensino-aprendizagem, utilizando técnicas e métodos da Inteligência Artificial (IA) para representar o conhecimento e para conduzir a interação com o estudante
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Ensino Assistido por Computador
O acréscimo em tais sistemas aconteceu fundamentalmente num maior controle, por parte do sistema computacional, a respeito da forma como acontece o aprendizado durante interação com o sistema
O programa pode tomar decisões sobre o quê ensinar, a quem ensinar e como fazê-lo
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Ensino Assistido por Computador
Tutor Inteligente, composto por: Módulo do Domínio, Módulo Tutorial, Módulo da Interface e Módulo do Modelo do Estudante
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Ensino Assistido por Computador
O Módulo do Domínio (MD) contém a parte do conteúdo que será ensinada ao estudante, em geral, na forma de fatos e as regras, se é um domínio declarativo ou outras formas de representação, se o domínio é procedural
Serve como fonte de conhecimento do assunto a ser ensinado
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Ensino Assistido por Computador
O Módulo do Modelo do Estudante (MME) contém uma representação do estado atual do conhecimento e do desempenho do estudante sobre o que está sendo ensinado
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Ensino Assistido por Computador
O Módulo Tutorial é o responsável por planejar e governar a interação com o aluno. Ele contém um conjunto de estratégias de ensino a serem aplicadas de acordo com informações sobre o aluno e conhecimento armazenado
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Ensino Assistido por Computador
Módulo de Interface (MI) a sua função básica é traduzir a representação interna do sistema para uma “linguagem” que seja compreensível e estimulante para o estudante
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Ensino Assistido por Computador
Podemos incluir na categoria dos Tutores, sistemas que fornecem auxílio ao usuário, tais como tutores para linguagens de programação, para línguas, manuais on line etc
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Ensino Assistido por Computador
Material desenvolvido com o intuito de permitir ao aprendiz fazer o curso no tempo de que dispõe e em seu próprio ritmo
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Ensino Assistido por Computador
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Ensino Assistido por Computador
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Ensino Assistido por Computador
Duolingo
Os principais pressupostos do aplicativo quanto ao sucesso do aprendizado de uma língua estrangeira são: a motivação e o tempo de estudo
A aprendizagem depende de que haja um compromisso por parte do aluno, um tempo dedicado ao estudo da língua
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
São softwares usados para fazer revisão de conteúdo. Procuram demonstrar velocidade e prontidão nas respostas, trazem exercícios repetitivos e cronometrados
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
Os programas de exercício-e-prática são utilizados principalmente, para revisar material que envolve memorização e repetição
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
Enfatizam a apresentação das lições ou exercícios, a ação do aprendiz se restringe a virar a página de um livro eletrônico ou realizar exercícios, cujo resultado pode ser avaliado pelo próprio computador
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
As atividades exigem apenas o fazer, o memorizar informação, não importando a compreensão do que se está fazendo
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
A vantagem deste tipo de programa é o fato do professor dispor de uma infinidade de exercícios que o aprendiz pode resolver de acordo com o seu grau de conhecimento e interesse
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
Porém, ainda é muito difícil para o software detectar por quê o aluno acertou ou errou
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Ensino Assistido por Computador
Exercício e Prática
A avaliação de como o assunto está sendo assimilado exige um conhecimento muito mais amplo do que o número de acertos e erros dos aprendizes
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
Diferentemente dos sistemas CAI e TIs, nos Ambientes Interativos de Aprendizado, o aprendizado é entendido como a construção individual do conhecimento a partir de atividades de exploração, investigação e descoberta
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
Sistemas que implementam a aprendizagem construcionista são estrutural e conceitualmente diferentes dos TIs
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
Os princípios que fundamentam um AIA:
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
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Ambientes Interativos de Aprendizagem
São exemplos de AIA
sistemas de modelagem e simulação, micromundos, o uso de linguagens de programação e sistemas de autoria
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Ambientes Interativos de Aprendizagem: modelagem e simulação
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AIA: modelagem e simulação
Modelagem
Técnica bastante comum usada para se estudar o comportamento de muitos fenômenos reais
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AIA: modelagem e simulação
Modelagem
Consiste de três fases
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AIA: modelagem e simulação
Simulação: parte 2 do processo. Execução do modelo e análise dos resultados
Tais sistemas têm embutido um modelo do domínio e o usuário experimenta com o fenômeno modelado, alterando os parâmetros de entrada do modelo e observando/analisando os resultados da simulação
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AIA: modelagem e simulação
A diferença entre o sistema de simulação e o de modelagem está em quem escolhe o fenômeno a estudar e quem desenvolve o seu modelo
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AIA: modelagem e simulação
No caso da simulação isso é feito a priori e fornecido ao usuário
No caso de modelagem, é o usuário quem escolhe o fenômeno, desenvolve o seu modelo e o implementa no computador
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AIA: modelagem e simulação
Sistemas computacionais para modelagem podem constituir ambientes de aprendizado poderosos, por envolver o aprendiz no ciclo básico de expressão, avaliação e reflexão sobre o domínio considerado
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AIA: modelagem e simulação
Considerando um cenário típico de uso de um ambiente de modelagem e simulação, o usuário constrói um modelo do fenômeno/objeto que deseja estudar, utilizando primitivas específicas para representação do modelo, fornecidas em geral por um editor de modelos, presente no ambiente computacional
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AIA: modelagem e simulação
Construído o modelo, o sistema o executa (simula) e apresenta resultados da simulação, em geral por meio de representações gráficas, animações etc
O usuário observa a simulação e pode então analisar os resultados obtidos e recomeçar o ciclo de atividades
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AIA: modelagem e simulação
Modelagem tem sido defendida para o desenvolvimento de habilidades em resolução de problemas, tomada de decisão, apresentação e comunicação do entendimento e do conhecimento que o estudante tem em um dado domínio
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AIA: modelagem e simulação
SimCity é um jogo de simulação, em que o usuário pode construir e administrar uma cidade
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AIA: modelagem e simulação
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AIA: modelagem e simulação
O uso deste software de simulação, no contexto educacional, permite a criação de situações onde alunos e professores podem discutir e propor soluções viáveis para problemas como poluição, trânsito, preservação do meio ambiente
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Ambientes Interativos de Aprendizagem: Ambientes de programação
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AIA: Ambientes de programação
Sem dúvida alguma, quando pensamos em usar programação, pensamos no computador como ferramenta computacional
Segundo esta visão, o computador é uma ferramenta que o aprendiz utiliza para desenvolver algo e o aprendizado ocorre pelo fato de estar executando uma tarefa pelo computador
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AIA: Ambientes de programação
Outra característica relevante da visão do computador como ferramenta é o ambiente aberto, ou seja, o aprendiz é livre para propor e resolver qualquer projeto que tenha interesse
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AIA: Ambientes de programação
Pensando especificamente em programação, acreditamos que o seu uso tem grande destaque como ferramenta educacional, pois por intermédio da resolução de problemas via uma linguagem de programação, tem-se a descrição do processo utilizado pelo aluno para resolver uma tarefa
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AIA: Ambientes de programação
Uma das linguagens de programação mais vastamente utilizada com objetivos educacionais é a linguagem Logo
Utilizando a linguagem Logo, a atividade de programar assume o caráter de extensão do pensamento do aluno
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AIA: Ambientes de programação
O aprendiz elabora suas ideias em uma linguagem familiar, podendo estender a linguagem por meio da construção de procedimentos aos quais ele pode atribuir nomes que lhe sejam significativos
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AIA: Ambientes de programação
O processo de aprender torna-se explícito, possibilitando reflexão sobre este processo
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AIA: Ambientes de programação
O valor educacional da programação de modo geral, está no fato de que um programa representa descrições escritas de um processo de pensamento, o qual pode ser examinado, discutido com outros e depurado
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AIA: Ambientes de programação
Além de Logo, outras linguagens de programação foram usadas com objetivos educacionais, como por exemplo o Prolog (para trabalhar domínios de conhecimento declarativo e lógica), o Pascal (nas Universidades, para trabalhar conceitos básicos de linguagens de programação)
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AIA: Ambientes de programação
Também, como uma ramificação dos ambientes de programação, podemos colocar a robótica pedagógica, isto é, a construção com objetivos educacionais de artefatos concretos, manipuláveis, controlados por programas de computador
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AIA: Ambientes de programação
O LEGO-Logo é o ambiente que talvez melhor caracterize a robótica pedagógica
Tanto o LEGO, quanto o Logo têm propósitos educacionais bastante semelhantes, na medida em que o aprendizado é baseado no processo de construir e refletir sobre o que é feito e depurar o que é construído
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AIA: Ambientes de programação
No contexto escolar, professores e alunos utilizam essas ferramentas para criar um ambiente de ensino/aprendizagem que permite ao aluno trabalhar com informações captadas no mundo externo, executando determinadas operações, como acender/apagar uma luz, ligar/desligar um motor, para o controle de processos similares aos que ocorrem no mundo real
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Ambientes Interativos de Aprendizagem: Micromundos
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AIA: Micromundos
Um subconjunto da realidade ou uma realidade construída, cuja estrutura casa com a estrutura cognitiva de maneira a prover um ambiente onde esta pode operar efetivamente
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AIA: Micromundos
Em termos do tipo de software, conotações de poder e sofisticação são associados à ideia de micromundo
Criação de ambientes estruturados de tal maneira a permitir ao aprendiz experimentar ideias e habilidades intelectuais “poderosas”
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AIA: Micromundos
O exemplo clássico de micromundo é o micromundo da Geometria da Tartaruga
Os conceitos fundamentais são os relacionados a desenhos gráficos: linha, forma, simetria, cor etc.
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AIA: Micromundos
O objeto é a Tartaruga e seus atributos são os associados à maneira como ela desenha
O aprendiz explora os efeitos de mudar o estado da Tartaruga usando primitivas
Os construtos de programação enriquecem a experiência de exploração do ambiente
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AIA: Micromundos
Também podemos entender os ambientes de modelagem/simulação e muitas aplicações programáveis como micromundos
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AIA: Micromundos
O micromundo da Tartaruga é a principal característica do Logo e ela é a maneira pela qual essa linguagem é mais conhecida
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AIA: Micromundos
Utilizando a linguagem Logo o aprendiz implementa suas ideias, podendo utilizá-las de forma a estender a linguagem, definindo novos procedimentos
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AIA: Micromundos
Na atividade de resolução de problemas, via uma linguagem de programação, tem-se a descrição do processo utilizado pelo usuário para resolver uma dada tarefa
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Ambientes Interativos de Aprendizagem: Sistemas de Autoria
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AIA: Sistemas de Autoria
Sistemas de Autoria: sistemas computacionais para autoria de hipertexto; isto é, sistemas que permitem ao usuário não apenas ser o “leitor” de um documento, mas também ser um “escritor”, produzindo documentos de hipertexto
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AIA: Sistemas de Autoria
Um dos sistemas de autoria mais populares, o HiperCard, surgiu no ambiente dos computadores MacIntosh
Outros exemplos de sistema de autoria incluem o ToolBook e o HiperStudio
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AIA: Sistemas de Autoria
Desde seu surgimento, os sistemas de autoria despertaram a atenção para seu uso educacional, principalmente dos desenvolvedores de sistemas computacionais
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AIA: Sistemas de Autoria
O Hyperstudio é um sistema de autoria para o ambiente Windows, utilizado para criar hipertextos com objetos do tipo textos, sons, figuras e imagens animadas que são organizados e interligados por intermédio de conexões
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AIA: Sistemas de Autoria
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AIA: Sistemas de Autoria
Em um sistema de autoria, a atividade do usuário consiste em construir um documento, escolhendo os tópicos que deverão integrar o assunto a ser tratado e decidir a maneira como as informações serão apresentadas e relacionadas
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Aprendizado Socialmente Distribuído
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Aprendizado Socialmente Distribuído
Internet é o nome dado para o conjunto interconectado de redes de computadores no mundo
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Aprendizado Socialmente Distribuído
O poder e potencial da Internet na Educação, não somente para os estudantes, mas em relação à própria formação de professores é enorme
A Internet provê diferentes formas de comunicação, com base no tipo de fornecimento, recuperação e troca de informação: conferências, listas de discussão, correio eletrônico, informação eletrônica
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Aprendizado Socialmente Distribuído
A disponibilidade de acesso à informação é talvez o elemento mais impressionante da Internet
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Aprendizado Socialmente Distribuído
Para facilitar o processo de construção de conhecimento dentro das atividades de discussão em grupo na rede, são necessárias ferramentas computacionais que suportem, no mínimo, três processos educacionais:
- geração de ideias – articulação de pensamentos sobre um determinado assunto
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Aprendizado Socialmente Distribuído
- ligação de ideias – identificar associação entre as ideias, conectando novas informações
- estruturação de ideias – organização das ideias em alguma estrutura, facilitando a sua utilização para a resolução de um problema ou tomada de decisão
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Aprendizado Socialmente Distribuído
O acesso às informações contidas na web é possível por meio de software conhecidos como “navegadores”
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Aprendizado Socialmente Distribuído
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Softwares de Gerenciamento de Aprendizagem
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Softwares de Gerenciamento de Aprendizagem
Plataformas que auxiliam na administração de cursos, permitindo o acompanhamento do desempenho dos alunos
São os chamados LMS - learning management systems
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Softwares de Gerenciamento de Aprendizagem
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Resumindo ...
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Resumindo ...
A tecnologia computacional tem mudado a prática de quase todas as atividades, das científicas, às de negócio, às empresariais e o conteúdo e práticas educacionais começam a seguir essa tendência de mudança
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Resumindo ...
Tutores Inteligentes (TIs), de alguma forma, são congruentes com as atuais práticas de sala de aula
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Resumindo ...
O problema fundamental da abordagem pedagógica de TIs é que eles são restritos a um único método de ensino e aprendizagem, enquanto que tutores humanos competentes adotam diferentes métodos
Limitados ao estilo de interação de exercício-e-prática
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Resumindo ...
Ambientes Interativos de Aprendizagem (AIAs) apresentam seus próprios desafios
Se são dadas aos estudantes ferramentas poderosas que amplificam sua habilidade de descobrir ideias interessantes, o que os previne de usar esse poder em um vasto oceano de ideias desinteressantes?
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Resumindo ...
Como eles sabem qual o tipo de conhecimento devem construir? Como se pode avaliar tais construções?
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Resumindo ...
A Internet, cujo uso, sem dúvida alguma, representa o ponto mais avançado da aplicação das novas tecnologias para fins educacionais, não apenas no sentido de hardware e software
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Referências
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Referências
BARANAUSKAS, M. C. C.; ROCHA, H. V.; MARTINS, M. C.; D'ABREU, J. V. V. Uma Taxonomia para Ambientes de Aprendizado. Em: O computador na sociedade do conhecimento/José Armando Valente, organizador – Campinas, SP:UNICAMP/NIED, 1999.
Capítulo 3
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Referências
CANAL, Denise C.G.. Software Educacional. Curso de Pós-Graduação Lato Sensu Especialização em Informática Educativa e a Distância. Faculdade Gama Filho
VIEIRA, Fábia M. S.. Classificação de Softwares Educacionais. Mídias na Educação. Universidade Federal do Rio Grande do Sul
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Classificação de Software Educacionais
Software Educacional
Prof. Alysson Filgueira Milanez
alysson.milanez@ufersa.edu.br