Um método baseado em objetos tangíveis para verificação da aprendizagem
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, consequentemen...
| Autor principal: | Leitão, Gabriel de Souza |
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| Outros Autores: | http://lattes.cnpq.br/8339489474989458, https://orcid.org/0000-0001-8542-7596 |
| Grau: | Tese |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Amazonas
2023
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
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oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-93122023-04-26T05:04:08Z Um método baseado em objetos tangíveis para verificação da aprendizagem Leitão, Gabriel de Souza Barreto, Raimundo da Silva http://lattes.cnpq.br/8339489474989458 http://lattes.cnpq.br/1132672107627968 Colonna, Juan Gabriel Cavalcanti, Francisca Maria Coelho Menezes, Crediné Silva de https://orcid.org/0000-0001-8542-7596 Ambientes virtuais compartilhados Realidade virtual na educação CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAO Objetos tangíveis Educação Ambientes de aprendizagem Sistemas embarcados Manipulativos de aprendizagem 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. We live in a technological society, therefore we must propose new teaching methodologies that integrate modern technological resources and that suppose the use of artificial intelligence, internet of things and cyber-physical systems to improve pedagogical experiences and, consequently, the quality of education. Thus, in the context of Education 4.0, this thesis discusses the resolution of a problem that can be expressed through the following question: ‘is it possible to build a technology-supported education environment that uses tangible computational resources as an integral part of teaching-learning process and that, in addition, provides elements that help in the evaluation and monitoring of students?’ The purpose of this work is to present one path to build a technology-supported education platform that enables the integration of tangible objects and metrics to learning evaluation and, to analyze how tangible manipulatives created using the proposed model can help in the teaching-learning process and monitoring. Thus, a platform composed of four parts was designed: (i) Composer: component responsible for the generation of didactic material, including the insertion of tangible learning objects; (ii) Tangible Player: runs the class with relative independence to the execution environment; (iii) Server: creates and manages the virtual classroom, exchanging messages with all devices in the learning environment, including the various physical and digital components of pedagogical resources; and (iv) Analytics: component responsible for calculating the learning metrics proposed in order to provide information and analysis based on student interaction with the didactic material; The experimental evaluation was carried out as follows: (a) analysis of an exploratory study of proposed learning metrics whose objective was to verify the analyzes that could provide; (b) Case Study divided into three phases with the objective of: (i) analyzing the impact on learning the use of the tangible object built according to the proposed model; (ii) verify the students’ perception regarding the use of the tangible object; and, finally, (iii) explore the feasibility of using a tangible object to assess/monitor the learning in context of the proposed platform. As a result, the approach using the tangible object built based on this proposal proved to be promising either in comparison with traditional teaching or in the integration with learning metrics. In addition, the tangible object used obtained acceptance percentages above 96% in relation to perceived usefulness, above 88% of perceived satisfaction and above 90% of intention to use, according to the TAM3 form applied in Phase 2. Keywords: 1. Tangible objects. 2. Education. 3. Learning environments. 4. Embedded Systems. 5. Learning manipulatives. 2023-04-26T02:34:24Z 2023-01-25 Tese LEITÃO, Gabriel de Souza. Um método baseado em objetos tangíveis para verificação da aprendizagem. 2023. 384 f. Tese (Doutorado em Informática) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2023. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9312 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Federal do Amazonas Instituto de Computação Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Informática |
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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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