Vivemos em uma sociedade tecnológica e, por essa razão, propor novas metodologias de ensino que integrem recursos tecnológicos e que pressuponham o uso de inteligência artificial, internet das coisas e sistemas ciberfísicos, com a finalidade de aprimorar as experiências pedagógicas e, consequentemente, a qualidade da educação é uma demanda socialmente importante. Assim, no contexto da Educação 4.0, esta tese discorre sobre a resolução de um problema que pode ser expresso através da seguinte pergunta: é possível a construção de um ambiente de educação suportado por tecnologia que utilize recursos computacionais tangíveis como parte integrante do processo de ensino-aprendizagem e que, adicionalmente, proveja elementos que auxiliem na avaliação e acompanhamento dos estudantes? A proposta deste trabalho consiste em apresentar um caminho para construção de uma plataforma de educação apoiada por tecnologia que integre manipulativos tangíveis e métricas de avaliação da aprendizagem e, analisar como manipulativos tangíveis criados através do modelo proposto podem auxiliar no processo e acompanhamento do ensino-aprendizagem. Desse modo, foi projetada uma plataforma composta de quatro partes: (i) Compositor: componente responsável pela geração de material didático, incluindo a inserção de objetos tangíveis de aprendizagem; (ii) Player Tangível: interface multiplataforma baseada em web responsável pela execução da aula;(iii) Servidor: cria e gerencia a sala de aula virtual, trocando mensagens com todos os dispositivos do ambiente de aprendizagem, inclusive os diversos componentes físico-digitais dos recursos pedagógicos; e, (iv) Analíticos: componente responsável por calcular as diversas métricas de aprendizagem propostas a fim de fornecer informações e análises baseadas na interação do estudante com o material didático. A avaliação experimental foi feita da seguinte forma: (a) análises de um estudo exploratório das métricas de aprendizagem
propostas cujo objetivo foi de verificar as análises que tais métricas poderiam prover; (b) Estudo de Caso dividido em três fases com o objetivo de: (i) analisar o impacto na aprendizagem do uso do objeto tangível construído de acordo com o modelo proposto; (ii) verificar a percepção dos estudantes com relação ao uso do objeto tangível; e, por fim, (iii) explorar a viabilidade do uso de um objeto tangível para avaliação/acompanhamento da aprendizagem no contexto da plataforma proposta. Como resultados, a abordagem usando o objeto tangível construído com base nesta proposta mostrou-se promissor seja em comparação com o ensino tradicional, seja na integração com as métricas de aprendizagem. Além disso, o objeto tangível utilizado obteve percentuais de aceitação acima de 96% com relação a utilidade percebida, acima de 88% de satisfação percebida e acima de 90% de intenção de uso, de acordo com o formulário TAM3 aplicado na Fase 2.
Palavras-chave: 1. Objetos tangíveis. 2. Educação. 3. Ambientes de aprendizagem. 4. Sistemas embarcados. 5. Manipulativos de aprendizagem.
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