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A identificação de características que sejam importantes sobre um dado estudante durante o processo de ensino-aprendizagem tem sido alvo de muitos estudos nos últimos tempos. Docentes, coordenadores e pedagogos têm defendido que cada indivíduo possui características particulares e importantes dentro do processo de desenvolvimento do conhecimento. A necessidade de adaptar as estratégias de ensino de acordo com as preferências do aprendiz é uma realidade dentro das salas de aula, sejam estas presenciais ou virtuais. Porém, isto não significa que numa sala de aula deva haver criação de um método para cada aluno, mas sim que se aponte qual a melhor forma de interação para cada um deles construindo grupos de aprendizes com características comuns. Trabalhando desta forma se torna possível identificar perfis de aprendizes dentro de um conjunto de estudantes, possibilitando que se possa trabalhar com conteúdos e ambientes de aprendizagem mais adequados aos aprendizes.O objetivo deste trabalho é apresentar a arquitetura de um sistema que possibilita a criação de cenários de aprendizagem baseados no perfil do aluno. O docente deve indicar as características que devem ser observadas durante as interações do aprendiz em um dado ambiente de aprendizagem eletrônica. Estas características serão modeladas como informações de contexto, permitindo que os pontos definidos como observáveis sejam organizados e modelados de forma a facilitar a monitoração das interações. A classificação do aluno em um determinando tipo de perfil de aprendizagem, previamente definido pelo docente, é realizado considerando-se as informações sobre o contexto da interação e os tipos de perfis de aprendizagem. Para que seja possível construir os cenários de aprendizagem considerando o perfil do aluno este trabalho propõe criar um relacionamento entre os tipos de perfis de aprendizagem e as estratégias de ensino através das categorias descritoras dos objetos de aprendizagem. The identification of characteristics of a given student that are important during the teachinglearning process has been the focus of numerous studies in recent years. Teachers, coordinators and pedagogues have defended the notion that each individual presents particular and important characteristics in the developing knowledge process. The need to adapt teaching strategies to the student\'s preferences is a reality in classrooms, being physical or virtual classrooms. However, this does not mean that a method should be created for each student in a classroom, but that the best form of interaction for each of them be identified, building groups of learners with common characteristics. Working in this way makes it possible to identify learner profiles within a group of students, allowing one to work with learning contents and environments more suited to the learners. The objective of this work is to present the architecture of a system that allows for the creation of learning scenarios based on the studen profile. The teacher should point out the features which may be observed during the student interaction in a given e-elearning environment. These features are designed as context information, allowing defined observation points to be organized and modeled for facilitating the monitoring of interactions. The student classification in a given learning profile type, defined previously by the teacher, is realized considering information about the context of interaction and the learning profile types. For the learning environment to build the learning scenarios according to the student profile, this work proposes to create a relationship between the learning profile types and the teaching strategies through the description of learning objects categories.

Esta tese propõe conceitos, processos e uma arquitetura de sistemas para Monitoração e Acompanhamento da Aprendizagem Eletrônica (MAAE). A arquitetura é definida pelo seu modelo conceitual, pela interação com os serviços externos e pela representação XML dos conceitos e dos serviços. Ela independe de abordagem pedagógica específica. O Ponto de Observação é inserido em vários locais do Conteúdo da Aprendizagem Eletrônica. Um Elemento de Observação é associado ao Ponto de Observação, e é o responsável pela captura das interações do Processo de Aprendizagem Eletrônica. O Agenciador de Observação (Agenciador de Monitoração e Acompanhamento da Aprendizagem Eletrônica) recebe os eventos e solicitações dos Elementos de Observação e interage com os serviços externos. Os eventos são gravados no Repositório de Observação. A definição dos Processos de Aprendizagem Eletrônica é útil para a definição da estratégia de monitoração (Modelagem do Processo da Aprendizagem Eletrônica). Através da inserção dos mecanismos de observação nas Atividades de Aprendizagem (Processo da Produção do Conteúdo de Aprendizagem Eletrônica) é feita a monitoração do aprendiz (Processo da Aprendizagem Eletrônica) e se obtém as informações para análise (Avaliação e Análise da Aprendizagem Eletrônica). This thesis proposes concepts, processes and a system architecture for Monitoring and Tracking E-Learning. The architecture is defined by a conceptual model, the interaction with external services and representation XML of the concepts and the services. It does not depend on any specific pedagogical boarding. The Monitoring Point is inserted in some places of the E-Learning Content. A Monitoring Element is associated to the Monitoring Point and it is for responsible of one of the interactions of the E-Learning Process. The Monitoring Service (E-Learning Monitoring and Following Service) receives the events and requests from the Monitoring Elements and it interacts with the external services. The events are recorded in the Monitoring Repository. The E-Learning Processes definition is useful to modeling the monitoring strategy (Learning Process Modeling), and insert to the monitoring mechanisms in the E-Learning Activities (Learning Content Production Process). The learner interaction monitoring occurs by getting the information according to the previous planning (Learning Process), and the generated information (Learning Analysis and Evaluation Process) is used in the analysis of learning tracking.

O ensino da Engenharia por meios eletrônicos de aprendizagem demanda a implementação de métodos práticos que facilitem ao aluno aprender conteúdos do tipo procedimentos e atitudes, por meio da ação, da interação dos participantes, e da integração de conhecimentos de diferentes áreas. Esta aprendizagem só pode ser efetiva em contextos significativos e a partir de situações específicas, que são estimulados com a utilização do método de projeto. A eficácia deste método é alcançada quando utilizado em grupos, onde um membro aprende na integração com outro, compartilhando recursos e conhecimentos, e adquirindo ou exercitando um conjunto de habilidades pessoais, atualmente muito necessárias no trabalho profissional do Engenheiro. Embora conhecida a importância do método de projeto no estilo de aprendizagem colaborativa, não existem orientações para sua utilização no modelo de ensino-aprendizagem a distância. Este cenário representou a principal motivação para propor, neste trabalho, um modelo conceitual para aprendizagem colaborativa baseada na execução de projetos pela Web (MAC-BP). O modelo é organizado em três submodelos relacionados entre si, que caracterizam a criação, a execução e o suporte das atividades instrucionais colaborativas utilizadas no ensino da Engenharia. Um modelo para planejar as atividades e responsabilidades do especialista, encarregado pela criação do conteúdo e das atividades de grupo baseados no método de projeto; um modelo de colaboração que formaliza a coordenação das interações dos membros do grupo, através de um autômato finito; e um modelo para o ambiente de suporte às atividades instrucionais colaborativas, que busca integrar as funcionalidades requeridas pelos ambientes CSCL (Computer Supported Cooperative Learning), algumas presentes, porém dispersas, entre os sistemas disponíveis de suporte à colaboração. Por outro lado, a concepção das atividades instrucionais para grupos, além de representar uma tarefa que consome muito tempo, constitui um processo trabalhoso. Em geral, neste processo, a criação dos recursos envolvidos numa ação de aprendizagem específica está estreitamente relacionada ao formato da ferramenta utilizada para sua criação e gerenciamento, dificultando assim a reutilização dos elementos educacionais por novas aplicações. Este novo cenário converteu-se numa outra motivação para colaborar nesta área. Neste trabalho identificam-se os elementos (objetos e ações) compartilháveis de aprendizagem colaborativa envolvidos no modelo MAC-BP e propõe-se um conjunto de especificações técnicas para a criação e utilização destes elementos, segundo as especificações ADL-SCORM e IMS-LD divulgadas para o modelo de EAD orientado à aprendizagem individual. Assim, as duas propostas apresentadas neste trabalho pretendem contribuir com os esforços de padronização dos recursos e procedimentos de suporte ao ensino-aprendizagem, em sistemas eletrônicos de suporte à aprendizagem colaborativa na área de pesquisa dos sistemas CSCL. Especificamente, as propostas indicam caminhos para a inovação do processo pedagógico, e se constituem em guias para os instrutores na criação das aplicações de aprendizagem colaborativa baseadas em projeto e na criação dos elementos instrucionais envolvidos nelas, além de oferecer uma solução para a coordenação das interações colaborativas do grupo durante a execução de projetos, o que representa um suporte à aprendizagem em grupo na área de Engenharia. Engineering Education in e-learning environments demands the implementation of practical methods that facilitates learning of contents of the type: procedures and attitudes by means of action, of the interaction among participants and the integration of knowledge of different fields. This learning can only be effective in significant contexts and from specific situations that are stimulated by using the project method. The effectiveness of this method is reached when used of preference in groups; in such a way that a participant learns with another by sharing resources and knowledge and acquiring or exercising a set of personal abilities, which are necessary for the professional work of the engineer. In spite of the well-recognized importance of the project method for collaborative e-learning, no comprehensive guidelines have yet been set out for distance education. This scenario represented the main motivation to propose a conceptual Model for Collaborative e-Learning Based on the execution of Web supported Projects (MAC-BP). This model is organized in three sub models related among them representing the creation, the execution, and the support of the collaborative instructional activities used in Engineering Teaching. One model is devoted to plan the activities and responsibilities of the specialist, the person in charge of the elaboration of contents and planning the activities of the group based on the project method. The second is a collaborative model aiming to formalize the coordination of the interactions among the members of the group, through a finite automaton. The last model is conceived as a supporting environment to the collaborative instructional activities aiming to integrate the functionalities required by CSCL (Computer Supported Cooperative Learning) environments, some of them already existing, however highly scattered among the available systems for supporting collaboration. On the other hand, the conception of instructional activities for groups is a time-consuming task and constitutes a laborious process. In general, the creation of the involved resources in a specific learning action is intimately related to the format of the tool used for its creation and management, making difficult to reuse the educational elements in new applications. This is a additional motivation to intend to make some contribution to this field. In this work, the shareable elements of collaborative learning (objects and actions) involved in the model MAC-BP are identified. In addition, a set of technical specifications is suggested for the elaboration and use of these elements, according to ADL-SCORM and IMS-LD specifications previously reported for the EAD model focused on individual learning. In summary, the two proposals showed in this work intend to contribute to the efforts of standardization of resources and procedures in order to support the teaching-learning process by means of electronic systems conceived to support the collaborative learning in the investigation of CSCL systems. These proposals indicate ways to innovate the pedagogical process, and constitute guides for instructors to develop new applications of project-based collaborative learning and the elaboration of the involved instructional elements. In addition, the proposals give a solution to the coordination of group collaborative interactions during the execution of projects and represent a support to collaborative learning in Engineering.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O desenvolvimento de material multimídia e interativo é uma atividade que tem ganhado importância cada vez maior no âmbito da aprendizagem eletrônica. O uso de tais materiais juntamente com novas e modernas abordagens pedagógicas pode tornar mais significativa a experiência de aprendizagem. A produção destes materiais é um processo complexo e caro, pois envolve um grande número de especialistas de diferentes áreas que devem trabalhar de maneira colaborativa. Segundo a experiência do LabVirt conduzida pela Universidade de São Paulo, para que tal produção seja eficiente, é necessário compartilhar objetos de aprendizagem desenvolvidos em outros processos de produção, além disso, o envolvimento dos estudantes no processo de produção contribui significativamente para a melhoria do aprendizado dos próprios estudantes. Este trabalho tem o objetivo de propor e avaliar infra-estruturas baseadas em grades computacionais no suporte à implementação das funções essenciais à produção, armazenamento e catalogação de objetos de aprendizagem. A tecnologia de grades computacionais prove suporte efetivo à criação de comunidades voltadas ao desenvolvimento e à utilização de objetos de aprendizagem, que estejam geograficamente dispersas e que envolvam pessoas de diferentes instituições trabalhando de forma colaborativa.

Este trabalho apresenta um Modelo de Estudante e um Modelo de Grupo para um ambiente desenvolvido para a Web que suporta a atividade de grupo no ensino com estudos de casos. Este ambiente é composto, entre outros, por uma ferramenta de chat e um editor de texto colaborativo. Através das interações realizadas via chat, as intenções de frases dos estudantes enviadas ao grupo são analisadas para identificar as habilidades colaborativas. O objetivo é verificar a convergência da comunicação entre os estudantes baseado nestas habilidades colaborativas e, quando necessário, fazer uma intervenção a fim de que a comunicação entre os membros do grupo possa se tornar efetiva.

Esta dissertação apresenta um agente, o FNA (Fast Navigation Agent), que tem como objetivo aumentar a facilidade e rapidez de acesso às páginas Web de maior interesse de um visitante, em sites que possuem uma grande quantidade de informações e serviços. O FNA faz parte do conteúdo das páginas Web do site, interage com o visitante e traça o seu perfil de navegação. O FNA utiliza técnicas de mineração de uso na Web e um algoritmo de Regras de Associação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação Esta dissertação apresenta a modelagem de um sistema hipermídia adaptativo para um curso à distância baseado na Web. O sistema classifica os estudantes em diferentes perfis através do método do Vizinho Mais Próximo (Nearest Neighbor) utilizando os dados do usuário e os dados de uso do sistema pelo estudante e adapta a navegação no conteúdo por meio da técnica de ocultação e anotação de links. A arquitetura do sistema hipermídia adaptativo baseia-se em três módulos principais: Módulo de Classificação, Módulo de Estudante e Módulo de Adaptação. Estes três módulos são responsáveis, respectivamente, pela classificação dos perfis de estudantes, pela atualização destes perfis no Módulo de Estudante e pela adaptação da navegação no conteúdo conforme os perfis contidos no Modelo de Estudante. Esse processo é realizado desde que o estudante interage pela primeira vez com o sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação Esta dissertação apresenta um modelo computacional de um sistema de suporte ao ensino e aprendizagem no domínio de algoritmos. O sistema inclui um companheiro de aprendizagem virtual, que utiliza a Modelagem Baseada em Restrições (Constraint-Based Modelling) como forma de representação do conhecimento e raciocínio. Os Sistemas Companheiro de Aprendizagem (Sistemas Learning Companion) são considerados uma evolução dos Sistemas Tutores Inteligentes e têm na sua arquitetura, além dos módulos tradicionais deste tipo de sistema, um companheiro virtual que interage com o estudante na resolução de problemas, auxiliando e colaborando no aprendizado de um determinado domínio. A abordagem da modelagem baseada em restrições tem como fundamento uma teoria de aprendizagem que traz uma concepção do processo de ensino e aprendizagem em que o aluno aprende através dos seus erros. O sistema modelado e prototipado - o AlgoLC - proporciona ao estudante um auxílio individualizado de um companheiro de aprendizagem que tem um papel colaborativo, interagindo com o aluno com o objetivo de estimulá-lo a verificar seus erros e corrigilos, e não apontando a solução do problema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação Este trabalho apresenta um Sistema Tutor Inteligente integrado a um Ambiente Virtual de Aprendizagem, implementando a tutoria inteligente em um curso a distância. Neste contexto, a tutoria inteligente consiste no auxílio e suporte ao aluno durante um curso virtual de modo a orientá-lo no processo de aprendizado, realizando um trabalho de acompanhamento de forma constante. Considerando que a Educação a Distância pode ser definida como um processo de ensino-aprendizagem em que o professor e o aluno estão separados fisicamente, a utilização de recursos tecnológicos que possibilitem a supervisão contínua e imediata deste processo é de grande relevância. O Sistema Tutor Inteligente desenvolvido utiliza como técnica de Inteligência Artificial, o Raciocínio Baseado em Casos, fazendo da Frequently Asked Questions a base de conhecimento do modelo do domínio. Através dela, os casos são recuperados e apresentados ao aluno. O modelo do estudante adapta características do sistema ao perfil do aluno a cada interação deste com o ambiente. As intervenções do sistema, que são acionadas pelo modelo do tutor, são feitas de acordo com este perfil. This work presents an Intelligent Tutoring System that is integrated into a Learning Virtual Environment, implementing intelligent tutoring in a distance course. In this context, intelligent tutoring consists of assisting and supporting the student during a virtual course, aiming to guide the student in the learning process through a permanent accompaniment. Taking into account that Distance Education can be defined as a process of teaching and learning in which the teacher and the student are physically separated, using technological resources that allow immediate and continuous supervising the student is of great relevance. The Intelligent Tutoring System that was developed uses Case-Based Reasoning as an Artificial Intelligence technique to make the Frequently Asked Questions the knowledge base of the domain model. The student model adapts system characteristics to the student profile at each interaction between him or her and the system. The system interventions, which are initiated by the tutor model, are also generated according to the student profile.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação A formação de professores ocupa um lugar de destaque em qualquer proposta de reforma do sistema educativo, especialmente aquelas que inserem as tecnologias da informação e comunicação num processo de inovação pedagógica do cotidiano escolar. O presente trabalho propõe a criação de uma comunidade virtual na escola pública municipal escolhida, voltada a formação continuada em serviço, a partir do conceito de sociabilidade com suas três componentes: propósito, pessoas e políticas. A proposta partiu de estudos sobre a comunicação mediada por computador, suas ferramentas e aplicação na educação e também de reflexões sobre a formação de professores através do ciclo de ação-reflexão-ação. O objetivo foi sistematizar os dados coletados em oficinas, observações, questionários, entrevistas e documentos da escola como subsídio para a avaliação das necessidades e tarefas da comunidade virtual numa escola pública escolhida. Por fim, tendo em vista os estágios iniciais no desenvolvimento centrado na comunidade foram dadas sugestões sobre a seleção de tecnologia e planejamento da sociabilidade para uma comunidade virtual na escola.