Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20375
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Title: Uma Arquitetura Computacional para Autoria e Personalização de Objetos de Aprendizagem em Ambientes Educacionais Ubíquos
Alternate title (s): A Computational Architecture for Learning Objects Authoring and Personalization in Ubiquitous Learning Environments
Author: Araújo, Rafael Dias
First Advisor: Cattelan, Renan Gonçalves
First coorientator: Dorça, Fabiano Azevedo
First member of the Committee: Gomes, Alex Sandro
Second member of the Committee: Pimentel, Maria da Graça Campos
Third member of the Committee: Fernandes, Márcia Aparecida
Fourth member of the Committee: Lopes, Carlos Roberto
Summary: Os computadores se tornaram ferramentas cotidianas na sala de aula contemporânea. Laptops, tablets, smartphones, lousas eletrônicas e outros dispositivos computacionais são constantemente utilizados para apoiar tanto os professores no processo de ensino quanto os estudantes no processo de aprendizagem. Em ambos os casos, elas podem acessar o conteúdo educacional em qualquer lugar e a qualquer hora. Com isso, Ambientes Educacionais Ubíquos (AEUs) – ou salas de aula enriquecidas com tecnologia – são criados para combinar os ambientes de aprendizagem reais e virtuais para produzir artefatos de estudo mais ricos. No entanto, uma enorme quantidade de Objetos de Aprendizagem (OAs) é produzida, muitas vezes de forma desestruturada, o que torna sua recuperação e apresentação um desafio para esse tipo de sistema computacional, especialmente porque a apresentação deve acontecer de forma clara e organizada e, ainda, considerando as necessidades de cada estudante. Neste trabalho, o conceito de Hipermídia Educacional Adaptativa – do inglês, Adaptive Educational Hypermedia (AEH) – que surgiu para lidar com a questão da personalização de conteúdo educacional em ambientes Web, é explorado em conjunto com o conceito de AEUs para geração e disponibilização personalizada de OAs aos estudantes. Para tratar tais questões, propõe-se uma arquitetura computacional baseada em conceitos de AEUs e Sistemas Tutores Inteligentes (STI) capaz de estruturar OAs automaticamente capturados em sala de aula e seus metadados por meio de uma abordagem colaborativa, e oferecer recursos de personalização e recomendação de conteúdo a estudantes. Neste trabalho, o termo arquitetura está relacionado com uma infraestrutura computacional que utiliza dados de diferentes naturezas, como interações sociais e colaborativas, restrições contextuais dos dispositivos de acesso e preferências e características pessoais. Tal arquitetura é composta de módulos especializados que foram integrados a uma plataforma de captura multimídia real, chamada Classroom eXperience (CX), utilizada como uma ferramenta complementar de ensino. Experimentos nesse ambiente foram conduzidos com estudantes de cursos da Faculdade de Computação da Universidade Federal de Uberlândia para avaliar diferentes partes da arquitetura. Resultados apontaram a viabilidade da criação de OAs e metadados em AEUs. Além disso, diferenças estatisticamente significativas foram encontradas no desempenho dos estudantes durante o período de personalização de conteúdo baseada em estilos de aprendizagem. Ainda, os recursos sociais e colaborativos foram os que mais despertaram atenção dos estudantes. Finalmente, um repositório de OAs com metadados no formato IEEE Learning Object Metadata (IEEE-LOM) gerados pela plataforma CX foi criado para a comunidade de pesquisa em Informática na Educação.
Abstract: Computers have become everyday tools in the contemporary classroom. Laptops, tablets, smartphones, interactive whiteboards, and other electronic devices are constantly used to support both instructors, while teaching, and students in the learning process. In both cases, they can access educational content and activities anywhere and anytime they wish. In this way, Ubiquitous Learning Environments (ULEs) – or Technology Rich Classrooms – are created to combine real and virtual learning environments in order to produce richer study artifacts. However, it produces a huge volume of Learning Objects (LOs), often unstructured, which makes retrieving and presenting such content a challenge for this type of computing system, especially because it should happen in a clear and organized way and considering users’ needs. In this work, we explore the concept of Adaptive Educational Hypermedia (AEH) which have appeared to deal with the issue of educational content personalization in Web environments together with ULEs for generating and providing personalized LOs to students. Thereby, this research proposal tackles this issue by designing a computational architecture grounded on ULEs and Intelligent Tutoring Systems (ITSs) concepts, capable of structuring LOs captured in classrooms and their metadata through a collaborative approach, and offering content personalization and recommendation features to students. In this work, the term architecture is related to a computational infrastructure which takes into account a mix of data of different natures, such as social and collaborative interactions, devices’ contextual constraints, and personal preferences and traits. Such architecture is composed of specialized modules which have been integrated to a real multimedia capture platform, named Classroom eXperience (CX), currently used as a complementary learning tool. Experiments using this environment have been conducted in the context of courses offered by the Faculty of Computing at the Federal University of Uberlândia to evaluate different parts of the architecture. Results pointed out to the feasibility of the LOs authoring approach in ULEs. In addition, statistically significant differences were found in students’ performance while experiencing the content personalization based on learning styles. Also, social and collaborative resources were the ones that most attracted students' attention. Finally, a LO repository with metadata in the IEEE Learning Object Metadata (IEEE-LOM) format generated by the CX platform was created to be available to the research community in Informatics in Education.
Keywords: Aprendizado Enriquecido por Tecnologia
Hipermídia Educacional Adaptativa
Objetos de Aprendizagem
Ambientes Educacionais Ubíquos
Technology Rich Classrooms
Adaptive Educational Hypermedia
Learning Objects
Ubiquitous Learning Environments
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Quote: ARAÚJO, Rafael Dias. Uma Arquitetura Computacional para Autoria e Personalização de Objetos de Aprendizagem em Ambientes Educacionais Ubíquos. 2017. 137 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.9
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20375
Date of defense: 8-Dec-2017
Appears in Collections:TESE - Ciência da Computação

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ArquiteturaComputacionalAutoria.pdf11.07 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons