UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR

CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA TUTOR INTELIGENTE PARA O ENSINO DE ESTRUTURA DE DADOS AOS SURDOS

Área de Informática na Educação

por

Anderson José de França

Rudimar Luís Scaranto Dazzi , M.Sc. Orientador

Itajaí (SC), novembro de 2005

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA TUTOR INTELIGENTE PARA O ENSINO DE ESTRUTURA DE DADOS AOS SURDOS

Área de Informática na Educação

por

Anderson José de França

Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Ciência da Computação para análise e aprovação. Orientador: Rudimar Luís Scaranto Dazzi, M.Sc

Itajaí (SC), novembro de 2005

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EQUIPE TÉCNICA

Acadêmico

Anderson José de França

Professor Orientador

Rudimar Luís Scaranto Dazzi, M.Sc

Coordenadora dos Trabalhos de Conclusão de Curso

Anita Maria da Rocha Fernandes, Dr ª. Eng.

Coordenador do Curso

Luis Carlos Martins, Esp.

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DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho, em especial

a meus pais, Adauto José de França, Leonilde Raiser

de França, e minha esposa Elisângela Fagundes de

França, o quais acreditaram na minha capacidade e

estiveram ao meu lado todos os tempos, tanto nos

momentos de alegria e tristeza.

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AGRADECIMENTOS

A Deus por minha existência, e em quem eu posso confiar sempre.

Aos meus pais, por sempre me incentivarem e me apoiarem em todas as minhas decisões.

A minha esposa Elisângela, que nos momentos mais difíceis esteve comigo me dando força e em

nenhum momento me deixou desanimar.

A todos os professores pelos ensinamentos ao longo destes anos. Em especial, ao meu orientador

Rudimar, pela paciência e pelo interesse com o qual me orientou neste trabalho.

Aos colegas, tanto aqueles que ficaram no decorrer do curso, como aos que conseguiram junto

comigo chegar ao fim de mais uma etapa de nossas vidas.

A todos os meus amigos que me ajudaram, me incentivaram e me apoiaram nos momentos

difíceis, em especial a Anderson Mira e Aristides. E também, aqueles que de alguma forma

contribuíram para a realização deste trabalho.

SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIATURAS............................................................... vii LISTA DE FIGURAS............................................................................ viii LISTA DE TABELAS ..............................................................................ix RESUMO....................................................................................................x ABSTRACT ..............................................................................................xi 1. INTRODUÇÃO.....................................................................................1 1.1. OBJETIVOS.........................................................................................................2 1.1.1. Objetivo Geral ...................................................................................................2 1.1.2. Objetivos Específicos.........................................................................................2 1.2. METODOLOGIA................................................................................................2 1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO........................................................................4

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................5 2.1. INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO...................................................................5 2.1.1. Introdução..........................................................................................................5 2.1.2. Classificação de Software Educacional ...........................................................6 2.2. SISTEMAS TUTORES INTELIGENTES........................................................7 2.2.1. Instrução Auxiliada por Computador (CAI) versus Sistema Tutor Inteligente (STI) ...........................................................................................................8 2.2.2. Arquitetura Clássica .........................................................................................9 2.3. EDUCAÇÃO DE SURDOS NO BRASIL .......................................................18 2.3.1. Introdução........................................................................................................18 2.3.2. Língua Brasileira de Sinais ............................................................................19 2.4. FORMAS DE INTERAÇÃO COM O SURDO..............................................20 2.5. SISTEMAS SIMILARES..................................................................................20 2.5.1. HEI Hotel Education English......................................................................20 2.5.2. Wöhler : assistente inteligente para suporte ao ensino de química orgânica

......................................................................................................................... 21 2.5.3. Quero-Quero Aprender Matemática: um ambiente para suporte à aprendizagem de Matemática Elementar ...............................................................22 2.5.4. Uma Aplicação de Ensino Orientado a Agentes na Internet ......................24 2.5.5. Guilly Um agente pedagógico animado para o AVEI...............................25

3. DESENVOLVIMENTO .....................................................................27 3.1. REQUISITOS.....................................................................................................27 3.1.1. Requisitos funcionais.......................................................................................27 3.1.2. Requisitos Não Funcionais .............................................................................28 3.2. DIAGRAMA DE PACOTES ............................................................................29 3.3. DIAGRAMAS DE CASOS DE USO................................................................29

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3.4. DIAGRAMAS DE SEQÜÊNCIA.....................................................................33 3.4.1. Pacote Professor ..............................................................................................34 3.4.2. Pacote Aluno ....................................................................................................35 3.4.3. Pacote Administrador .....................................................................................36 3.5. IMPLEMENTAÇÃO.........................................................................................37 3.5.1. Módulos do STI ...............................................................................................39 3.5.2. Mapa do site .....................................................................................................41 3.5.3. Tela de Login ...................................................................................................42 3.5.4. Módulo do Administrador..............................................................................42 3.5.5. Módulo do Professor .......................................................................................43 3.5.6. Módulo do Aluno.............................................................................................44 3.5.7. Utilização do Sistema ......................................................................................45

4. CONCLUSÕES ...................................................................................49 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................50 GLOSSÁRIO ...........................................................................................53 ANEXO I RELATÓRIO GERADO NA FERRAMENTA ENTERPRISE ARCHITECT.................................................................54 ANEXO II DOCUMENTAÇÃO DO ER GERADA NA FERRAMENTA CASE STUDIO...........................................................55 Anexo III CONTEÚDO DE ESTRUTURA DE DADOS ..................56

LISTA DE ABREVIATURAS

CAI Computer Assited Instruction CTTMar Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar ICAI Intelligent Computer Assited Instruction IA Inteligência Artificial INES Instituto Nacional de Surdos LIBRAS Língua Brasileira de Sinais NAPNE Núcleo de Apoio a Portadores de Necessidades Especiais PHP Processor Hypertext UML Unified Modeling Language UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí STI Sistema Tutor Inteligente TCC Trabalho de Conclusão de Curso

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Arquitetura Clássica de um STI 10 Figura 2. Modelo de overlay 15 Figura 3. Modelo de perturbação 16 Figura 4. Requisitos funcionais 27 Figura 5. Requisitos de segurança 28 Figura 6. Requisitos de confiabilidade 28 Figura 7. Requisitos de software e hardware 28 Figura 8. Diagrama de Pacotes 29 Figura 9. Pacote Arquitetura do Sistema 30 Figura 10. Pacote do Professor 31 Figura 11. Pacote do Aluno 32 Figura 12. Pacote do Administrador 33 Figura 135. Diagrama de Seqüência - Consultar posição do aluno 34 Figura 14. Diagrama de Seqüência Fazer exercício 35 Figura 15. Diagrama de Seqüência Visualizar conteúdo teórico 35 Figura 16. Diagrama de Seqüência Gerenciar Aluno (Cadastro) 36 Figura 17. Diagrama de Seqüência Gerenciar Professor (Cadastro) 36 Figura 18. Diagrama de Seqüência Gerenciar Professor (Altera) 37 Figura 19. Diagrama Entidade Relacional 38 Figura 20. Árvore de decisão do Módulo do Tutor 40 Figura 21. Árvore de decisão do Módulo do Aluno 41 Figura 22. Mapa do site 42 Figura 23. Tela inicial 42 Figura 24. Módulo do Administrador 43 Figura 25. Módulo do Professor 44 Figura 26. Módulo do Aluno 45 Figura 27. Primeiro Acesso 46 Figura 28. Conteúdo 47 Figura 29. Exercício 48

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. STI x CAI ............................................................................................................................ 8 Tabela 2. Funcionalidades dos casos de uso Pacote Arquitetura do Sistema................................. 30 Tabela 3. Funcionalidades dos casos de uso Pacote do Professor.................................................. 31 Tabela 4. Funcionalidades dos casos de uso Pacote do Aluno....................................................... 32 Tabela 5. Funcionalidades dos casos de uso Pacote do Administrador.......................................... 33

RESUMO

França, Anderson José de. Desenvolvimento de um Sistema Tutor Inteligente para o Ensino de Estrutura de Dados aos Surdos. Itajaí, 2005. 68 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2005.

No decorrer da história da educação dos surdos, percebe-se o total descaso para com esta comunidade. Mas isto ocorre porque historicamente a educação de surdos esteve voltada para as questões lingüísticas. Mas nos últimos anos a educação de surdos vem sendo muito discutida, tanto por pesquisadores e por pessoas que trabalham diretamente com esta comunidade. Vendo que a educação dos surdos está sendo bastante discutida e com o avanço da informática na educação, tem-se a possibilidade de criar sistemas computacionais que os auxiliem no processo de ensino-aprendizagem. Este trabalho tem como proposta a criação de um Sistema Tutor Inteligente para o ensino de Estrutura de Dados aos Surdos. Outro ponto importante deste trabalho é a identificação de formas para a criação de sistemas computacionais de ensino para surdos, que utilizem LIBRAS (Língua Brasileira de Sinais) e outros recursos pertinentes para apresentação dos conteúdos ao aprendiz.

Palavras-chave: Sistema Tutor Inteligente, Informática na Educação, Surdo, LIBRAS, Estrutura de Dados.

ABSTRACT

During the deaf history education, it is possible to see the total inconsideration with this community. But this happen because in the history we see that deaf education was turned to linguistics questions. But the last years the deaf education has been topic of discussion as much by researchers as by people whom work directly with this community. Since deaf education has been discussed and the information technology has been used in education, there is a possibility of create computers systems that help the deaf into the learning process. This work has as proposal to create an Intelligent Tutoring System to teach Structure of data to deaf people. Another important point in this work is the identification of ways to create learning computers systems to the deaf, which is able to use LIBRAS (Brazilian Language Signs) and other relevant resources to introduce the contents to apprentice.

Keywords: Intelligent Tutoring System, Informatics Education, Deaf, LIBRAS, Structure of data.

1. INTRODUÇÃO

No decorrer da história da educação dos surdos, vemos o total descaso para com esta

comunidade, considerados sem capacidade de aprender. Mas isto ocorre porque, historicamente,

vemos que a educação de surdos esteve voltada para as questões lingüísticas (QUADROS, 2004).

O CENSO brasileiro de 2000 revelou que, no Brasil, o número de pessoas com algum nível

de surdez era de 5,7 milhões, o que representa 3,39% da população. Com este número tão grande de

pessoas surdas, atualmente, existem pouquíssimas instituições capacitadas para a sua educação.

A educação de surdos vem sendo muito discutida atualmente, tanto por pesquisadores

quanto por pessoas que trabalham diretamente com esta comunidade. A sociedade aos poucos está

percebendo que a comunidade surda possui uma língua e cultura própria, onde seu modo de ver e

aprender as coisas são diferentes dos ouvintes.

O surdo possui uma grande dificuldade no aprendizado de disciplinas que são lecionadas nas

escolas e os professores possuem dificuldades no ensino, por não estarem preparados para lidar com

esta comunidade, já que as disciplinas são direcionadas aos ouvintes, onde o aprendizado é através

da escrita e da oralidade. Na maioria das vezes, sai da escola quase analfabeto por não compreender

muitas coisas que o professor explica, por não haver ninguém que transmita para ele em sua própria

linguagem. Um dos canais de aprendizagem do surdo é através de experiências visuais.

Uma grande conquista para os surdos foi a Lei nº 10.436 que reconhece a LIBRAS, de 24 de

abril de 2002, que obriga toda escola pública, que possui alunos surdos, a ter intérpretes de LIBRAS

(Língua Brasileira de Sinais).

Com o avanço da informática e de suas tecnologias, tem-se a possibilidade de criar sistemas

computacionais para o ensino aos surdos. Neste trabalho de Conclusão de Curso, é proposta a

criação de um Sistema Tutor Inteligente para o ensino de Estrutura de Dados aos Surdos.

Este trabalho visa principalmente, identificar formas de criar sistemas computacionais de

ensino para surdos, que utilizem LIBRAS e outros recursos pertinentes para apresentar os conteúdos

a serem repassados ao aprendiz. Sendo assim acredita-se que sistemas do tipo tutorial possam ser

desenvolvidos atendendo às necessidades básicas deste público.

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Baseado nos estudos e análises, tem-se como objetivo implementar um sistema que permita

o ensino de Estrutura de Dados aos surdos, de forma que estes consigam ter um bom

aproveitamento dos conteúdos apresentados.

De acordo com Barone (2003), no STI (Sistema Tutor Inteligente) o ensino é apoiado sobre

uma grande base de conhecimento a respeito do tema a ser explorado. Essa base é construída por

um (ou vários) especialista(s), a partir da qual o sistema interage com o aluno como um Tutor

computadorizado, com capacidades indutivas similares às de um professor humano.

Os assuntos referentes ao Domínio (Estrutura de Dados), foram baseados no conteúdo que é

lecionado na disciplina de Estrutura de Dados do curso de Ciência da Computação da UNIVALI

(Universidade do Vale do Itajaí). Também serão utilizadas informações obtidas em entrevistas com

pessoas que trabalham diretamente com o ensino de surdos. Este suporte será fornecido pelo grupo

de apoio aos surdos da Primeira Igreja Batista de Balneário Camboriú.

1.1. OBJETIVOS

1.1.1. Objetivo Geral

O objetivo geral deste projeto é desenvolver um Sistema Tutor Inteligente para ensinar

conteúdos de Estrutura de Dados aos surdos.

1.1.2. Objetivos Específicos

Os objetivos específicos deste projeto de pesquisa são:

Pesquisar e analisar soluções similares;

Identificar as melhores formas de comunicação com os surdos;

Definir a tecnologia que será utilizada no sistema;

Realizar a modelagem conceitual do sistema;

Implementar o sistema;

Documentar o desenvolvimento.

1.2. METODOLOGIA

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A metodologia adotada para o desenvolvimento deste trabalho, segue as seguintes etapas:

1. Estudo através da Internet, utilizando sites de procura como o Google, Yahoo e Lycos

para pesquisar e analisar soluções similares (Sistema Tutor Inteligente). A pesquisa

iniciou com a busca de artigos científicos que referenciavam o desenvolvimento de

produtos para o ensino da estrutura de dados. Posteriormente se estendeu a qualquer site,

em português e inglês, que tratem do assunto. A análise das informações encontradas foi

considerar a procedência das mesmas, sua quantidade, relevância, características

desejáveis e limitações relacionadas à aplicação desejada.

2. Identificar as melhores formas de interação e comunicação com os surdos para o seu

aprendizado. Para isto, foram entrevistadas pessoas que trabalham com surdos

(principalmente intérpretes), e verificar quais as melhores formas de comunicação. Após

isto foi feita pesquisa na Internet e em livros referente a este assunto.

3. Estabelecimento da tecnologia e arquitetura do Sistema Tutor Inteligente que foi

utilizada no sistema.

4. Utilizando a Análise Orientada a Objetos seguindo a notação UML, foi feita a análise do

sistema, ou seja, os requisitos, diagramas e especificações dos casos de uso. Também foi

definida a linguagem de programação para WEB e o banco de dados que será utilizado

para a construção do sistema.

5. Através da Análise feita, foram extraídos os dados para se fazer à modelagem do banco

de dados e o dicionário, onde será utilizada a ferramenta Case Studio 2. No banco de

dados, estão contidas as informações do professor, administrador, aluno e os dados do

domínio da aplicação.

6. Implementação do banco de dados.

7. Implementação do sistema utilizando a arquitetura definida.

4

1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho está dividido em quatro capítulos: Introdução, Fundamentação Teórica, Projeto e

Conclusões.

No capítulo Introdução, é oferecida uma síntese do trabalho, definindo os objetivos,

apresentando a metodologia de desenvolvimento e a estrutura do trabalho. Em seguida, no capítulo

Fundamentação Teórica, é exposto o conteúdo teórico do trabalho fundamentado nas bibliografias

indicadas no próprio texto. Este capítulo está dividido em sete sessões:

Informática na Educação: uma breve introdução e também a classificação do

software educacional;

Sistema Tutor Inteligente: apresenta as definições de um Sistema Tutor Inteligente,

sua arquitetura e definições dos módulos;

Educação de Surdos: dá um histórico da educação de surdos e suas principais

dificuldades;

Formas de Interação com o Surdo: uma breve descrição das formas que são usadas

no sistema para a interação e para mostrar o conteúdo para o surdo;

Sistemas Similares: aborda a existência de alguns sistemas desenvolvidos para

auxiliar no ensino-aprendizagem.

No capítulo Desenvolvimento, é apresentada a modelagem do sistema e todos os detalhes da

sua implementação. E por último, no Capítulo Conclusões, são expostas algumas considerações

gerais sobre o trabalho desenvolvido.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A fundamentação teórica do trabalho está dividida em seis sessões e aborda os assuntos

referentes a: Informática na Educação, Sistema Tutor Inteligente, Introdução a Estrutura de Dados,

Educação de Surdos, Formas de Interação com o Surdo e Sistemas Similares.

2.1. INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO

2.1.1. Introdução

As escolas, no decorrer dos últimos anos, vêm utilizando computadores com o objetivo de

melhorar a qualidade do ensino e oferecer condições mais atraentes aos alunos e professores. No

entanto, a grande maioria destas instituições limitam a utilização dos computadores no processo de

ensino-aprendizagem a noções básicas de informática, tais como: utilização de ferramentas para

editoração de textos, linguagens de programação, entre outras atividades.

No início da introdução das tecnologias da informação e comunicação na área educacional,

houve uma tendência a imaginar que estes instrumentos iriam solucionar os problemas

educacionais, podendo até substituir os professores. Até o momento, não foi isso que se verificou de

fato, constatou-se sim a possibilidade de utilizar esses instrumentos para sistematizar os processos e

a organização educacional e para redefinir o papel do professor (SOUZA, 2001).

Segundo Nascimento (2004), várias possibilidades têm sido introduzidas na área

educacional, devido à presença de computadores nas escolas, e a consolidação da Internet como um

importante meio de informação e comunicação. O que se deseja é a combinação das técnicas de

construção de material multimídia com teorias de aprendizagem atuais consolidadas, na construção

de ambientes de aprendizagem que proporcionem as condições para que os esquemas do

conhecimento evoluam em um sentido determinado.

O diferencial do computador em relação aos demais recursos tecnológicos na área

educacional está na sua característica de interatividade, na possibilidade de ser um instrumento que

pode ser utilizado para facilitar a aprendizagem individualizada. Visto que ele executa o que se

ordena, pode ser adequado aos potenciais e anseios dos estudantes. Além disso, vários outros

recursos tecnológicos citados podem ser incorporados ao computador (SOUZA, 2001).

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O software educacional é um programa de computador desenvolvido para auxiliar as

necessidades dos alunos e professores no que concerne ao processo de ensino-aprendizagem,

embora podemos considerar que todos os programas possam ser usados para fins educacionais,

necessitando apenas que seja utilizada uma metodologia que ressalva os aspectos educacionais.

Estes softwares vêm entrando nas escolas, transpondo as fronteiras do educar convencional,

proporcionando ao aluno, auxílio na construção do conhecimento, convertendo a aula num espaço

real de interação, de troca de resultados e adaptando os dados à realidade do educando.

2.1.2. Classificação de Software Educacional

Segundo Barone (2003), as classificações mais tradicionais utilizadas para classificar os

programas educacionais não contemplam as modalidades que utilizam técnicas de IA (Inteligência

Artificial) e os ambientes cooperativos. Muitas destas classificações não levam em consideração um

aspecto fundamental, que é o tipo de aprendizagem proporcionada pelo ambiente.

De acordo com Barone (2003) os software educacionais podem ser divididos em dois

grandes grupos: programas com a aprendizagem do aluno dirigida a um conjunto de habilidades

específicas e programas para aprendizagem de habilidades cognitivas amplas.

Segue a classificação segundo Barone (2003):

1. Aprendizagem de habilidades específicas

o CAI (Computer Assited Instruction)

Tutoriais: o conteúdo é previamente organizado pelo professor, e o aluno

seleciona dentre as diversas opções disponíveis o conteúdo que deseja

estudar;

Exercício-Prática: o aluno pratica e testa o conhecimento de forma dirigida;

Demonstração;

Jogos e Simulação: nos jogos educacionais o processo de aprendizagem é

através de jogos, onde há um processo competitivo e a simulação é a

execução de um modelo previamente definido.

o ICAI (Intelligent Computer Assited Instruction)

7

Sistemas Tutores Inteligentes: representam o conhecimento e levam a termo

uma interação com aluno.

2. Aprendizagem de habilidades cognitivas amplas

o Micromundos: voltados a desenvolver a habilidade cognitiva do aluno, este modelo

sugere que o aluno construa o seu conhecimento. Trabalham basicamente com a

solução de problemas e não apresentam conteúdos pré-fixados e respostas;

o Sistemas de Autoria: ferramenta de criação, que possibilita ao aluno explorar um

conjunto amplo de habilidades cognitivas, exercendo a sua criatividade;

o Jogos Educacionais: apresentam uma concepção diferenciada daqueles apresentados

anteriormente. Nestes ambientes existe um modelo de simulação onde o tipo de ação

executada pelo aluno fará diferença no resultado do jogo.

2.2. SISTEMAS TUTORES INTELIGENTES

Com o surgimento da IA foi possível que os programadores de programas CAI (Computer

Assited Instruction

Instrução Auxiliada por Computador), desenvolvessem novos programas que

deixariam de ser meros viradores de páginas eletrônico e se tornassem um elemento mais ativo no

processo de interação com o aluno, surgindo assim os ICAI (Intelligent Computer Assited

Instruction

Instrução Inteligente Auxiliada por Computador), cujo nome mais utilizado na

literatura é STI (Sistema Tutor Inteligente) (BARONE, 2003). Esta reformulação dos CAI se deu

por volta da década de 70 (SOBRAL, 2001).

De acordo com Barone (2003), os STI possuem três estágios históricos: no primeiro, o

objetivo era explorar métodos e técnicas de IA, aplicados ao aprendizado e instrução; segundo, o

objetivo era verificar as questões envolvendo o aspecto pedagógico; e por fim o terceiro estágio,

explorar ambientes pedagógicos específicos, utilizando equipes interdisciplinares, para realizar

atividades de concepção, desenvolvimento e validação dos sistemas. Os STI são programas de

computadores que utilizam técnicas da IA para representar o conhecimento e levar a termo uma

interação com o aluno.

O principal objetivo dos STI é proporcionar ao aluno um ambiente adaptativo, tanto no

conteúdo como na forma de transmiti-lo, superando assim alguns problemas do software educativo.

Porém esta realidade está muito distante de acontecer. Uma das razões são as: limitações em nível

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de hardware e software, que não nos permitem colocar dispositivos que trabalhem com os sentidos,

por exemplo, olfato, tato e visão. Um professor humano leva em consideração todos os estímulos do

aluno para poder organizar seu trabalho com o mesmo (BARONE, 2003).

Segundo Sobral (2001), para que um STI seja considerado inteligente é necessário que ele

tenha a capacidade de aprender com o meio ambiente e atualizar seu conhecimento, interaja com o

aluno, perceba suas intervenções e adapte às estratégias de ensino de acordo com o desenrolar do

diálogo com o aluno. Seu principal enfoque é ensinar um determinado conhecimento, por meio de

um processo de interação, onde o primeiro acompanha e inspeciona o conhecimento, que está sendo

absorvido pelo segundo.

2.2.1. Instrução Auxiliada por Computador (CAI) versus Sistema Tutor Inteligente (STI)

A principal diferença entre STI e CAI está na forma com que se concebe o seu projeto. Os

CAI induzem o aluno a uma resposta correta mediante uma série de estímulos cuidadosamente

planejados, e os STI pretendem simular algumas das capacidades cognitivas do aluno e utilizar

esses resultados como base para as decisões pedagógicas a tomar (BARONE, 2003).

Outra diferença que Barone (2003) cita é que podemos simular o processo de solução do

problema, dessa forma o aluno pode utilizar um modelo de resolução de problemas diferente dos

previamente programados, e que esse possa servir de base para se entender como o aluno está

desenvolvendo o seu raciocínio durante o processo de solução do problema.

Os STI e os CAI aparentemente situam-se em um tipo similar de aplicação em educação,

pois ambos partem do princípio da solução de problemas. A fim de identificar as diferenças e

semelhanças Barone (2003) apresenta a Tabela 1

Tabela 1. STI x CAI

Aspecto STI CAI Origem Ciência da Computação Educação Bases Teóricas Psicologia Cognitivista Skinner (behaviorista) Estruturação e Funções Estrutura subdividida em

módulos, cuja sequenciação se dá em função das respostas do aluno

Uma única estrutura algoritmicamente pré-definida, onde o aluno não influi na sequenciação

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Estruturação do Conhecimento Heurística Algorítmica Modelagem do Aluno Tentam avaliar todas as

respostas do aluno durante a interação

Avaliam a última resposta

Modalidades Socrático (pretendem proporcionar instrução através de diálogo com os alunos e detectam erros), ambiente interativo, diálogo bidirecional e guia

Tutorial, exercício e prática, simulação e jogos educacionais

Fonte: Adaptado de Barone (2003)

As fronteiras entre os STI e os CAI cada vez mais vão ficando imperceptíveis, devido à

constante melhoria das ferramentas de produção de programa. Aos CAI se critica principalmente

sua incapacidade de manter um diálogo aberto com o aluno. No caso dos STI se pretende que o

próprio computador adote uma forma de conduta inteligente que permita o processo de aquisição do

conhecimento por parte do aluno.

2.2.2. Arquitetura Clássica

Sobral (2001) diz que a arquitetura de um STI varia quanto à sua estrutura de

desenvolvimento, mas pode-se destacar os seguintes componentes básicos que formam a

Arquitetura Clássica de um STI (Figura 1) que são: Módulo do domínio, Módulo do aluno, Módulo

tutor e Módulo da interface.

10

Figura 1. Arquitetura Clássica de um STI

Fonte: Adaptado de Sobral (2003)

2.2.2.1. Módulo de Domínio

Módulo de Domínio é responsável por armazenar o conhecimento sobre o domínio que se

deseja trabalhar com o estudante, que é constituído pelo material instrucional, que podem ser:

lições, animações, filmes, exercícios, exemplos, desafios, dicas, entre outros (BARONE, 2003).

A representação do conhecimento pode se dar por várias formas, por exemplo, regras de

produção, redes semânticas, frames, orientação a objetos, lógica, script. Com isto, neste módulo o

conteúdo a ser ensinado dever ser armazenado não em uma base de dados, mas sim numa base de

conhecimento (OLIVEIRA, 2002). Segundo Oliveira (2002), Do contrário, o sistema teria

informação sem possibilidade de raciocinar sobre ela para tomada de decisão .

Segundo Oliveira (2002), a escolha de uma dessas formas de representação, deve ser feita de

acordo com o domínio em questão, sendo que existem algumas classificações quanto à natureza do

domínio. De acordo com Dazzi (2004), a classificação do conhecimento pode ser:

Declarativo e teórico: consiste das unidades contendo os conceitos do domínio e suas

relações. Segundo Oliveira (2002), áreas como geografia, história, biologias, entre outras

Aluno

Módulo

Domínio

Módulo Aluno

Módulo

Tutor

Módulo Interface

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com caráter descritivo são normalmente modelados usando casos-exemplo que resumem

o conteúdo. A metodologia para sua aquisição é dividida em 3 fases: determinar os

objetos a serem incluídos no domínio, decidir como os objetos se relacionam entre si e

verificar quais relações estão corretas.

Procedimental: é tipicamente explicativo, esclarece como fazer uma certa tarefa, como

diagnosticar um problema ou recomendar uma ação. De acordo com Oliveira (2002),

assuntos orientados a tarefas, tais como linguagens de programação, são exemplos

típicos de domínios procedimentais. Para incorporar o conhecimento num sistema

recomenda-se: estabelecer as metas, estabelecer os fatos e estabelecer as relações entre

as metas e os fatos.

Segundo Dazzi (2004), as principais funções do módulo de domínio são: servir como fonte

de conhecimento a ser apresentado ao estudante, incluindo a geração de material, de perguntas e

respostas, etc; e fornecer um padrão para avaliar o desempenho do estudante, para isso o sistema

deve ser capaz de gerar soluções para os problemas no mesmo contexto do estudante, para que suas

respectivas soluções possam ser comparadas.

2.2.2.2. Módulo do Tutor (ou Pedagógico)

Este módulo é responsável pela estrutura didática e pedagógica, ou seja, é onde contém o

conhecimento necessário para tomar decisões sobre qual ou quais táticas de ensino deverão ser

utilizadas para o ensino do conteúdo (JESUS, 2003).

Segundo Oliveira (2002), o funcionamento básico de todo o STI recai sobre este módulo ,

gerando toda e qualquer reação do sistema frente a uma ação do aluno. Quando um aluno faz uma

requisição ao STI, o módulo consulta os dados deste aluno no módulo do aluno (desempenho,

objetivos, motivação, etc), depois seleciona uma estratégia de ensino que melhor se enquadre no

perfil deste aluno, após isto o módulo constrói o material a ser exibido usando informações e

documentos presentes no módulo de domínio.

Este módulo determina qual conteúdo será ministrado em determinado momento. Obtendo

informações do módulo do aluno é decidido o que fazer em seguida, por exemplo, apresentar um

novo material ou revisar o material que foi previamente ensinado (DAZZI, 2004).

12

É também responsável de certa forma em fazer a ligação entre os outros módulos e

coordenar e gerenciar o STI. Ele seleciona os tópicos e exemplos a serem dados, planejando o

modelo global do tutor e elaborando as estratégias instrucionais. Rastreia os estados de

conhecimento, comportamento, ânimo e motivação do estudante, através da interação entre o

estudante e o STI a partir da entrada de dados como: respostas às questões e estratégias de

raciocínio do aluno (DAZZI, 2004).

2.2.2.2.1. Estratégias de Ensino

As estratégias constituem conhecimento sobre como ensinar, ou seja, como gerar, a partir

das informações de diagnóstico, monitoração e análise, uma seqüência de táticas de ensino capazes

de apresentar com sucesso um determinado tópico a um determinado aluno (BARONE, 2003).

A seguir têm-se algumas estratégias de ensino que Barone (2003) e Oliveira (2002) citam:

Ensino socrático (diálogo exploratório): é muito utilizado pelos STI, de um modo geral,

ele parte do conhecimento que o aluno já domina, o tutor ensina através de perguntas e

diálogos, levando o aluno a tirar suas próprias conclusões.

Ensino reativo: o domínio a ser ensinado depende das perguntas do aluno. O material a

ser apresentado é construído baseado em suas dúvidas e hipóteses como se o

conhecimento reagisse às questões levantadas pelo aluno.

Ensino por treinamento (coaching): O aluno é monitorado o tempo todo, e STI intervém

sempre que o mesmo executa algo que não seja correto. O STI somente expõe sua

concordância ou não com as soluções do aluno e fornece dicas para induzi-lo a corrigir

seus erros e em último caso mostra ao aluno a tarefa que deve ser feita. O aluno e o STI

trabalham juntos para a resolução de determinado problema.

Ensino baseado em casos: o processo de ensino-aprendizagem ocorre através do estudo

de problemas resolvidos, procurando em uma base de casos o mais semelhante ao que se

encontra para o aluno resolver. Esta estratégia é muito usada em áreas como história,

biologia, geografia, psicologia, entre outras.

Ensino baseado em ambientes exploratórios: incentiva o aluno através de situações

criadas por ele mesmo. O tutor finaliza a interação apontando o resultado das ações do

aluno dentro do ambiente. Estão normalmente ligados a ambientes de simulação.

13

Ensino por orientação: nesta estratégia o tutor não intervém em nenhum momento o

aluno, o tutor é visto como um orientador, ou seja, o aluno faz perguntas ao tutor sempre

que ele se encontra em dificuldades.

Ensino com utilização de hipertextos: o aluno navega por uma estrutura de hipertexto

(onde os documentos são interligados por links) seguindo o que mais o interesse e atrai.

O aluno pode assim trabalhar de forma mais dinâmica, controlar as informações

refletindo sua lógica pessoal.

Ensino com utilização de generalização: muito usado no ensino de programação, onde o

tutor instrui o aluno no desenvolvimento de programas, mostrando-lhe erros na estrutura,

sintaxe e semântica, explicando o motivo dos erros e iniciando as correções.

Ensino com utilização de acabamento: é uma evolução do ensino com utilização de

generalização, ou seja, o STI ao invés de pegar o algoritmo feito pelo aluno e mostrar-

lhe uma série de erros (onde o aluno pode se sentir desmotivado), o STI daria ao aluno

um algoritmo parcialmente completo e caberia ao aluno fazer as modificações e

extensões.

Como foi visto anteriormente, existem várias estratégias de ensino para serem utilizadas em

um STI. A grande maioria não identifica explicitamente as estratégias usadas no ensino e adotam

uma delas implicitamente, mas para uma melhor personalização do ensino de um STI o ideal seria a

implementação de várias estratégias de ensino e a escolha dinâmica de uma delas durante a

interação com o aluno, sempre consultando o módulo do aluno para a escolha da estratégia de

ensino (OLIVEIRA, 2002).

2.2.2.2.2. Táticas de Ensino

De acordo com Oliveira (2002), cada estratégia de ensino é composta por várias táticas de

ensino, que são formas de apresentação e organização do conteúdo a ser ensinado ou aprendido pelo

aluno.

A seguir têm-se algumas táticas de ensino citadas por Barone (2003):

Tática de apresentação do objetivo: consiste na definição de termos essenciais para a

descrição do processo computacional necessário para induzir o aluno à recordação.

14

Tática de apresentação de precursores: precursor é uma habilidade que o aluno deve ter

antes de tentar aprender um processo. O tutor relembra como uma situação semelhante já

foi resolvida. Este processo de lembrança dos passos utilizados na solução de problemas

similares pode ser feito através da revisão e da marcação dos passos que já são familiares

ao aluno.

Tática de representação de propósitos: consiste em esclarecer para o aluno, um

determinado procedimento, ou seja, o que se pode alcançar através de um procedimento.

Tática de apresentação de justificativas: o tutor pode justificar um procedimento através

de anotações, relacionando cada passo executado na busca da solução de um problema.

Tática de relacionamento de erros: consiste em marcar o passo errado gerado durante a

execução de um processo, ou seja, conhecimento é todo estruturado e associado a uma

coleção de erros que permitam identificar quais pontos onde o aluno apresenta

dificuldades ou falsas concepções.

Tática de relacionamento de solução do aluno: o tutor pode induzir o aluno a fazer uma

autoverificação, ou seja, fazer uma verificação dos passos seguidos, descobrir as

possíveis causas do erro, buscar explicações e a identificação do erro ocorrido.

2.2.2.3. Módulo do Aluno

O módulo do aluno representa o conhecimento e as habilidades cognitivas do aluno em um

dado momento. É constituído por dados estáticos e dinâmicos, que serão de fundamental

importância para o tutor poder comprovar hipóteses a respeito do conhecimento e do

comportamento do aluno (BARONE, 2003), estas informações também ajudam o tutor decidir qual

posição tomar durante o processo de ensino-aprendizagem (JESUS, 2003).

Segundo Oliveira (2002), o módulo do aluno deve refletir tudo aquilo que o sistema acredita

ser do conhecimento do aprendiz. Um dos grandes problemas neste caso é determinar o quê

exatamente o aluno conhece.

Este módulo mapeia o estudante em termos do que este sabe ou não sabe referente ao

domínio apresentado e o quanto o aluno está progredindo. Esta informação é usada para decidir qual

o próximo assunto que o STI deve apresentar para o estudante (DAZZI, 2004).

15

De acordo com Dazzi (2004) e Oliveira (2002) o módulo do aluno pode ser representado das

seguintes formas:

Modelo diferencial: as repostas do aluno são comparadas com a base de conhecimento.

Esta modelagem compara a performance do especialista com a do aluno e não o

conhecimento deles. Este conhecimento é dividido em duas classes: conhecimento

esperado e conhecimento não esperado do aluno. O resultado dessa comparação deve

fornecer hipóteses sobre o que o aluno não conhece.

Modelo de overlay (superposição): o conhecimento do aluno é considerado um

subconjunto do conhecimento do tutor (Figura 2). Para cada conceito do módulo de

domínio, um modelo de sobreposição individual armazena algum valor que é uma

estimativa do nível de conhecimento do aluno.

Figura 2. Modelo de overlay

Fonte: Oliveira (2002)

Modelo de perturbação: consiste num melhoramento do modelo de overlay, permitindo

que os alunos também tenham crenças não pertencentes à base de conhecimento do tutor

(Figura 3), ou seja, o modelo assume que os erros do aluno são decorrentes da ausência

de conhecimento em determinado tópico. Isto não ocorria no modelo de overlay, pois

assumia que o aluno só possuía conceitos corretos, já que o conhecimento do aluno era

um subconjunto do conhecimento do tutor.

Conhecimento

do Aluno

Conhecimento

do Tutor

16

Figura 3. Modelo de perturbação

Fonte: Oliveira (2002)

Modelo de simulação: consiste em prever os próximos passos do aluno, para isto o

sistema monitora o aluno, observando quais as suas reações mediante determinadas

situações.

Modelo de agentes: consiste em tratar o módulo do aluno como um sistema de crenças,

desejos e intenções. A interação entre o aluno e o tutor é visto com uma interação entre

dois agentes dotados de um certo comportamento inteligente.

2.2.2.4. Módulo da Interface

Segundo Jesus (2003), este módulo é a comunicação entre o STI e o aluno, onde a interface

deve ser inteligente e capaz de adaptar-se a cada aluno, aprender novos conceitos e técnicas, tomar

iniciativas, fazer sugestões e dar explicações.

De acordo com Dazzi (2004), alguns aspectos devem ser observados numa interface, tais

como:

Escolha de uma linguagem adequada de comunicação de informações vindas tanto do

sistema quanto do aluno;

Escolha dos elementos de interface;

Facilidade de uso; e

Identificação do usuário (login e senha).

Conhecimento do tutor Conhecimento

errado do aluno

Conhecimento

compartilhado entre tutor e

aluno

17

Barone (2003), diz que uma boa interface é vital para o sucesso de qualquer sistema

interativo , e afirma que é na interação que o STI exerce duas de suas principais funções: a

apresentação do material instrucional e a monitoração do progresso do aluno através da recepção da

resposta do aluno. Dessas duas funções, se derivam alguns objetivos a serem cumpridos pelo

módulo da interface:

Evitar que o estudante se entedie;

O aluno deve poder intervir facilmente no discurso do tutor, e vice-versa;

O tempo de resposta deve permanecer dentro de limites aceitáveis; e

A monitoração deve ser feita o máximo possível em background, sem sobrecarregar o

aluno com questionários excessivos.

Existem diversas formas de se estabelecer à comunicação em um STI, utilizando menus,

símbolos, frases em língua natural, ícones, cores, janelas, entre outras (BARONE, 2003), também é

possível o uso da computação aplicada ao ensino, como hipermídia e a multimídia e até a Realidade

Virtual (DAZZI, 2004).

Nesta sessão foram esclarecidos os conceitos referentes a STI, como sua definição, a

composição da arquitetura clássica e descrição dos módulos utilizados na arquitetura clássica.

Módulos onde se encontram as informações do domínio da aplicação (Módulo de Domínio),

informações do aluno (Módulo do Aluno), informações da estrutura didática e pedagógica (Módulo

do Tutor) e o módulo que faz a comunicação entre o STI e o aluno.

Para o desenvolvimento deste sistema foi escolhida a tecnologia dos STI utilizando a

arquitetura clássica, por ser uma tecnologia que supre os requisitos do sistema. Outro ponto

importante a ser informado é em relação à técnica de IA que será utilizada para a implementação no

módulo do tutor. A técnica escolhida foi a dos Sistemas Especialistas, que faz a verificação do

desempenho do aluno após a realização dos exercícios, com o objetivo (caso o aluno tenha um

desempenho ruim) de propor outra forma de apresentação (mídia) do conteúdo teórico sobre o

assunto do exercício.

18

2.3. EDUCAÇÃO DE SURDOS NO BRASIL

2.3.1. Introdução

Os surdos são pessoas colocadas às margens do mundo econômico, social, cultural,

educacional e político; indivíduos considerados como deficientes e incapazes, desapropriados de

seus direitos e da possibilidade de escolhas. A situação a que os surdos, suas comunidades e suas

organizações estão submetidos, no Brasil e no mundo, tem muita história de opressão para contar.

Na antiguidade, os surdos (considerados como deficientes) eram mortos, geralmente atirados de

penhascos (SÁ, 2002).

Em 1855, Dom Pedro II traz ao Brasil o professor surdo francês Hernest Huet, iniciando a

educação dos surdos no Brasil. O currículo apresentado em 1856 era composto pelas seguintes

disciplinas: português, aritmética, história, geografia e a linguagem articulada e leitura labial

(LEVY, 1999).

Em 1856 é fundado o Instituto Nacional de Surdos-Mudos, hoje chamado de INES (Instituto

Nacional de Educação de Surdos). O caráter educacional da época era todo baseado nas fortes

influências dos modelos europeus. Em 1911, o INES seguindo todas as tendências mundiais,

estabelece o oralismo dentro das classes, porém o uso de sinais ainda permanece até 1957, momento

em que há proibição oficial, sendo que no entanto os sinais ainda eram usados nos corredores das

escolas (LEVY, 1999).

Durante anos, o instituto teve seu caráter educacional voltado ao oralismo, visando a

integração do surdo à sociedade ouvinte e desde já marcando o surdo como incapaz, sendo imposto

a ele o caráter de alguém que necessita de caridade e da assistência ouvinte (LEVY, 1999).

Segundo Levy (1999), pode-se perceber que o oralismo dominou as abordagens

educacionais no mundo todo, e agora vem perdendo suas forças, pelo baixo aproveitamento do

surdo, e dando lugar para o Bimodalismo e o Bilingüismo.

O conhecimento da língua falada, e o decorrente domínio da escrita, não ocorrem de

maneira natural para as pessoas surdas. A língua que os surdos percebem e utilizam de maneira

natural, é a língua de sinais, que constitui-se na sua língua materna. No Brasil, a língua portuguesa é

a segunda língua para os surdos, assim como, por exemplo, o inglês é para os ouvintes. (STUMPF,

2000).

19

Segundo Stumpf (2000), para que o surdo possa aprender uma segunda língua é necessário

ter como referência a língua materna dele. A falta de conhecimento da cultura surda, que é

desconsiderada a partir do momento em que a língua materna não é usada como referencial, gera

uma série de problemas no processo de ensino-aprendizagem, principalmente, na comunicação e

aquisição de conhecimentos e no estabelecimento de sua identidade surda.

2.3.2. Língua Brasileira de Sinais

LIBRAS é a forma de comunicação e expressão, em que o sistema lingüístico de natureza

visual-motora, com estrutura gramatical própria, constitui um sistema lingüístico de transmissão de

idéias e fatos oriundo de comunidades de pessoas surdas do Brasil (NÁPOLI, 2003).

A LIBRAS (Língua Brasileira de Sinais), é a língua materna dos surdos brasileiros, e teve

sua origem no Alfabeto Manual Francês que chegou ao Brasil em 1856. Possui componentes

pertinentes às línguas orais, como gramática, semântica, pragmática, sintaxe e outros elementos

(CORADINE, 2004).

De acordo com Coradine (2004), as categorias gramaticais são regras de uma língua, toda

língua possui palavras que são classificadas como um tipo, classe ou regra em relação a seus

aspectos morfológicos, sintáticos, semânticos e pragmáticos.

Segundo Nápoli (2003), LIBRAS é uma das muitas línguas de sinais existentes no mundo

para utilizar a modalidade visual-sinestésica (língua que utiliza a visão para captar a mensagem e

movimentos, principalmente das mãos, para transmiti-la), e não oral-auditiva como as línguas orais.

A LIBRAS é um meio de comunicação e expressão aceito pela lei do senado nº 131 de 1996

(nº 4.857 de 1998 na Câmara dos Deputados), parecer nº 215, de 2002 onde dispõe sobre a LIBRAS

e dá outras providências, considerando a Emenda nº 1 da Câmara dos Deputados aprovada pelo

Plenário.

Através desta sessão é possível perceber o quão importante está sendo a educação dos

indivíduos surdos e a importância que a sociedade está dando para este assunto. A inclusão das

pessoas portadoras de necessidades especiais está sendo muito discutida em congressos, fóruns

entre outros eventos. Este trabalho vem dar uma parcela de contribuição no ensino-aprendizagem

aos indivíduos surdos.

20

2.4. FORMAS DE INTERAÇÃO COM O SURDO

Através das pesquisas realizadas na internet e principalmente nas entrevistas que foram

feitas com pessoas que trabalham diretamente com o surdo (principalmente intérpretes) foi possível

identificar as melhores formas para se apresentar os conteúdos da aplicação aos surdos.

Para uma boa apresentação dos conteúdos que foram abordados no sistema, e

principalmente, para que o surdo consiga um aproveitamento favorável, é necessária a utilização de

recursos multimídia como: filmes, animações, ajuda animada, ícones, imagens (de preferência auto-

explicativas) e mensagens de formas gráficas. Pode-se usar também recursos auditivos, para que

sejam utilizados pelos surdos que possuem algum nível de audição, mas não é recomendado. É

recomendado que ao se utilizar textos, os mesmos sejam expostos numa forma bastante simples e

resumida, e deve-se evitar a utilização de gírias, textos longos, palavras pouco conhecidas,

expressões, termos técnicos e palavras pouco usadas no dia-a-dia.

2.5. SISTEMAS SIMILARES

2.5.1. HEI Hotel Education English

O HEI é um software educacional criado para suprir a necessidade que existe no ensino do

inglês para a área de hotelaria. Este software foi desenvolvido utilizando a ferramenta TollBook

Multimídia, que engloba recursos de multimídia, hipertexto e hipermídia e possui um nível de

complexidade moderado e permite também sua utilização por profissionais que não sejam

programadores (ALVES, 1998).

Este software educacional foi desenvolvido baseando-se na arquitetura de um STI (Sistema

Tutor Inteligente). Esta arquitetura é composta por Módulo Tutor (Assistente), Módulo do Aluno e

Módulo do Domínio. No Módulo Tutor é feito o gerenciamento do sistema, que controla todo o

ciclo de execução do sistema, fazendo a manutenção do módulo do aluno, ativando o assistente

quando for preciso e controlando todo o fluxo de informação que é trocado entre os módulos

envolvidos diretamente no processo de ensino. No Módulo do Aluno é onde se encontra o cadastro

do aluno, o seu histórico e um feedback. Este histórico contém informações sobre os exercícios que

o aluno executou, quantos acertos e quanto tempo utilizou na execução dos mesmos. O Módulo do

Domínio é onde está a representação do conteúdo a ser ministrado ao aluno, que não pode ser

alterado pelo aluno. Possui também todos os conjuntos de exercícios que deverão ser realizados

pelo aluno em cada nível e as formas de resolução dos mesmos. O conteúdo teórico é utilizado para

21

compor o help do sistema, o qual poderá ser acionado pelo aluno em qualquer ponto do sistema ou

ativado pelo assistente (ALVES, 1998).

As estratégias de ensino que foram utilizadas geraram uma seqüência de táticas de ensino a

serem aplicadas, baseadas nas informações sobre o progresso do estudante. É feita a seleção dos

tópicos que serão apresentados, em qual ordem e como expô-los. A seleção dos conteúdos a serem

exibidos ao aluno seguirá algumas regras. Cada vez que o aluno errar a resposta o sistema verificará

em que exercício, de que módulo e em qual nível o aluno está. Cada resposta incorreta do exercício

poderá indicar se é necessário dar uma dica ou se é necessário mostrar o conteúdo a que se refere o

exercício que está sendo feito. Se o aluno escolher fazer uma revisão sobre o conteúdo visto da

última vez, então o sistema mostrará uma série de exercícios de reforço sobre o conteúdo visto

anteriormente. O aluno é monitorado pelo sistema para conseguir obter a resposta certa, se houver

dúvidas, o sistema dá dicas sobre o conteúdo (ALVES, 1998).

Quando o aluno acessa o sistema pela primeira vez ele deve se cadastrar, informando seu

nome para que sirva de referência para armazenar seu andamento durante o tempo em que ele

utilizar o sistema. Logo após ter se cadastrado o aluno poderá escolher em qual tipo de exercício

iniciará a sessão, mas em qualquer escolha o aluno só tem acesso aos exercícios no nível básico

(ALVES, 1998).

Se não for a primeira vez de acesso no sistema, o assistente percorrerá o arquivo onde se

encontra o histórico de todos os alunos que já utilizaram o sistema, em busca das suas informações.

Através do desempenho encontrado o assistente verifica se o aluno está apto ou não a passar para o

próximo nível (ALVES, 1998).

O HEI classifica os alunos nos níveis Essential, Consolidation e Extra. O aluno só poderá

passar para o próximo nível se obtiver 80% de acertos nos exercícios do nível atual. Em caso de não

obter os 80% e não tiver se esgotado o tempo estimado para resolução, o assistente indicará mais

exercícios do mesmo tipo e nível (ALVES, 1998).

2.5.2. Wöhler : assistente inteligente para suporte ao ensino de química orgânica

O ambiente foi denominado Wöhler em homenagem a Friedrick Wöhler (1800-1882), que

demonstrou a inconsistência da teoria vital, obtendo artificialmente a uréia, substância antes só

isolada a partir do organismo animal, partindo de um sal inorgânico (LUZZI, 1998).

22

O Wöhler foi projetado para auxiliar o aluno a testar hipóteses acerca das possibilidades na

combinação de diferentes átomos e moléculas, levando em consideração os conhecimentos de cada

aluno-usuário. É um ambiente inteligente para suporte ao processo de ensino-aprendizagem na área

de Química Orgânica, capaz de avaliar o desempenho e o progresso do aluno, permitindo

manipular, construir e analisar moléculas de acordo com as questões formuladas, na forma de

pequenos problemas a serem resolvidos. Permite, também, obter informações a respeito da

nomenclatura, dos tipos de ligações e da classificação das diferentes funções carbônicas, através de

um sistema de ajuda (help) construído na forma de uma aplicação hipermídia (LUZZI, 1998).

O Wöhler é baseado na arquitetura tradicional de um STI (mais especificamente um

Assistente Inteligente com características de um jogo educacional) onde as tarefas ficam divididas

em módulos e temos a separação do conhecimento armazenado no sistema da sua forma de

manipulação (controle), como é típico nos sistema baseados em conhecimento da IA (LUZZI,

1998).

Como se trata de uma arquitetura STI, possui: Módulo Tutor (Assistente), onde possui o

conjunto de como utilizar as informações do aluno para escolher problemas e auxiliar o aluno a

resolvê-los; Módulo do Aluno, que representa os dados que o sistema possui sobre o aluno, que é

dividido em 2 partes: Modelo Fixo, o qual possui os dados quantitativos, como nome do aluno,

turma, número de sessões realizadas, nível dos exercícios utilizados e acertos (desempenho), e

Modelo Temporário, o qual possui as respostas do aluno e as intervenções do tutor em uma dada

sessão; Módulo do Domínio, que é construída basicamente por uma representação do conhecimento

(na forma de frames ou regras de produção, por exemplo), descrição formal dos exercícios,

Assistente e Help interativo sobre a área de domínio do sistema Wöhler (LUZZI, 1998).

A estratégia de ensino está baseada na monitoração das repostas dos alunos ao longo dos

exercícios e no fornecimento de indicações que permitam ao aluno refletir sobre seus erros e

retornar pontos do conteúdo que possam auxiliá-lo na resolução do problema proposto (estas

informações são dicas) (LUZZI, 1998).

2.5.3. Quero-Quero Aprender Matemática: um ambiente para suporte à aprendizagem de Matemática Elementar

O Quero-Quero é um ambiente educacional (mais precisamente um jogo) composto por um

conjunto de atividades relacionadas a operações básicas de aritmética elementar. A fim de ampliar o

23

potencial pedagógico do ambiente, em nível de utilização por parte dos alunos e professores, foi

criado um assistente inteligente, modelado usando a tecnologia de agentes. O objetivo deste

assistente é fornecer ajuda aos usuários que interagem com o programa (COMUNELLO, 2002).

O jogo, destinado aos alunos das séries iniciais da escola elementar, possui cinco atividades

monitoradas pelo assistente que observa cada passo executado pelo aluno, avaliando-o e

classificando-o em uma das quatro categorias de complexidade trabalhadas. As categorias definidas

são: iniciante, intermediário, pleno e avançado. À cada início de uma sessão de atividades do aluno

com o jogo, os seus dados são resgatados a partir de um banco de dados previamente organizado

pela professora. Ela cadastra todos seus alunos e decide qual o nível que cada um deles dever ter

quando do início da primeira utilização do jogo. Cabe a ela também, informar ao programa em qual

nível de dificuldade o aluno se encontra e conjunto de valores a serem associados às regras que o

assistente vai utilizar para classificar o aluno no decorrer das interações (COMUNELLO, 2002).

As cinco atividades que compõem o jogo Quero-Quero estão contextualizadas no cenário do

Rio Grande do Sul. Tem-se a interação de mostrar ao usuário algumas áreas mais características que

compõem cada região do estado e, também, algum evento característico. O usuário poderá

identificar o contexto em atividades de seu cotidiano criando um vínculo entre a atividade do jogo e

seu lazer fora da sala de aula (COMUNELLO, 2002).

Para auxiliar o aluno nos exercícios, foi criado um mascote que é um quero-quero de nome

Pintadinho, que aparece nas telas do jogo que funciona com um guia para o aluno. A comunicação

com o aluno é realizada através do Pintadinho, utilizando-se sons e mensagens escritas. Este

comportamento dá a ilusão de que é a mascote quem está se comunicando com o aluno, e não o

computador, personificando assim o assistente inteligente do sistema (COMUNELLO, 2002).

Nas atividades em que o aluno é monitorado pelo assistente, os dados são centralizados em

uma base de dados com o objetivo de permitir sua análise para poder-se classificar o aluno um uma

das categorias que o Quero-Quero possui. A partir desses dados são gerados relatórios que podem

ser acessados pelo professor, no final da sessão de cada aluno (COMUNELLO, 2002).

24

2.5.4. Uma Aplicação de Ensino Orientado a Agentes na Internet

Este ambiente é composto de agentes autônomos que operam de forma concorrente. Os

agentes trabalham como um grupo de especialistas com diferentes capacidades, colaborando para

resolver o difícil problema de ensinar e aprender (PEREIRA, 2000).

O ambiente AME-A (Ambiente Multiagente de Ensino-Aprendizagem) é composto pelos

agentes: Agente Aprendizagem Não Supervisionada, Agente Ferramentas Para Professor, Agente

Modela Aprendiz, Agente Conduz Aprendizagem, Agente Seleciona Estratégia, Agente Conduz

Prática e Agente Analisa Aprendizagem (PEREIRA, 2000).

O Agente Modela Aprendiz identifica o nível de conhecimento de aprendiz, seus objetivos

de aprendizagem, motivação e as suas características psico-pedagógicas. Através de um

questionário que é dado ao aprendiz no início do curso, o agente Modela Aprendiz verifica qual é o

perfil do aluno, após ser feito o questionário essas informações que caracterizam o aluno são

passadas para o agente Seleciona Estratégia, que tem como objetivo selecionar estratégia de ensino

para cada modelo de aluno, verificar os objetivos de aprendizagem, e informar ao agente Conduz

Aprendizagem as estratégias selecionadas. Durante a interação do aluno no ambiente, o agente

Modela Aprendiz pode mudar o perfil do aluno, caso perceba alguma modificação no

comportamento do aluno, e informar ao agente Seleciona Estratégia (PEREIRA, 2000).

O agente Conduz Aprendizagem busca o material e o apresenta ao aluno, e fornece

informações sobre o objetivo de aprendizagem para o agente Conduz Prática, o qual apresenta um

material de avaliação correspondente. O agente Analisa Aprendizagem analisa e verifica se o aluno

está aprendendo corretamente, e informa ao Seleciona Estratégia. Caso o aluno não estiver

aprendendo, o agente seleciona outra estratégia de ensino (PEREIRA, 2000).

As estratégias de ensino foram adotadas entre várias bibliografias pesquisadas, algumas

dessas estratégias de ensino são: Método Socrático (o tutor ensina o aluno através de uma

abordagem, de exposição indireta); Método Coaching (emprega atividades de entretenimento, como

jogos); Método Case-based teaching (permite que o processo de ensino-aprendizagem aconteça

através de problemas colocados e resolvidos pela adaptação de soluções previamente apresentadas

de problemas similares); Método de Ensino baseado em ambientes exploratórios (ensinam

utilizando ambientes de simulação de situações, de experiências e ambientes exploratórios); Método

25

Colaborativo (o tutor age como um participante na interação com o aluno e ajuda-o a esclarecer

suas idéias, extraindo seu próprio conhecimento nos momentos certos) (PEREIRA, 2000).

Para o material de ensino (domínio do conhecimento) foi criada uma base de dados, onde o

material estará armazenado sob a forma de diferentes mídias (vídeo, texto, gráfico, áudio, ...), as

quais serão utilizadas para a apresentação do material de ensino (PEREIRA, 2000).

2.5.5. Guilly Um agente pedagógico animado para o AVEI

O AVEI (Ambiente Virtual de Ensino Inteligente) é um software educacional desenvolvido

para crianças de 8 a 10 anos de idade que pretende auxiliar na conscientização e construção do

caráter ecológico, no que diz respeito à coleta seletiva de lixo. O ambiente simula um bairro de uma

cidade real, que constitui-se de vários trajetos a serem seguidos pelas crianças entre a escola e sua

residência. Em todos os trajetos, a criança poderá interagir e ter contato constante com diferentes

tipos de lixos, tendo assim um conjunto de soluções cabíveis, a serem aplicadas na correta seleção

do lixo (FRAGA, 2001).

Utilizando a tecnologia de agentes para modelagem de um agente pedagógico animado

chamado Guilly (representado por um minhoca), responsável por monitorar o aluno através de

estratégias de ensino e modelos de aluno, e fornecendo o feedback para o aluno através de dicas,

expressões corporais e faciais. O ambiente trabalha também com o contexto de Realidade Virtual

não imersiva, onde a criança tem a nítida sensação de mergulho em um ambiente virtual. A ação do

aluno no ambiente é proporcionada através dos elementos do cenário, que é representado por casas,

árvores, um lago, vendedores de guloseimas, lixos espalhados pelo chão e as lixeiras para a seleção

do lixo (FRAGA, 2001).

Para que o aluno acompanhe seu desempenho, é utilizado um medidor que tem a forma de

uma árvore, que se desenvolve ou não dependendo da conduta do aluno no ambiente (FRAGA,

2001).

Os modelos de aluno construídos, guardam as informações do aluno como os percentuais de

acertos e a quantidade de vezes que o aluno fez uso de determinado lixo para seleção. A

metodologia adotada foi a de que o aluno ao iniciar recebe como modelo de aluno o modelo ótimo,

ou seja, parte do fato que o aluno domina o assunto. Baseando em percentagem de erros, no tempo

de jogo, na quantidade de vezes que selecionou determinado lixo e na quantidade de acertos

26

cometidos com aquele material, é possível determinar a permanência ou não desse modelo de aluno

para o usuário. Baseados nesses dados o aluno poderá ser classificado em quatro tipos específicos

de alunos: ótimo, médio, regular e fraco (FRAGA, 2001).

As estratégias de ensino do ambiente AVEI são utilizadas pelo agente pedagógico animado,

que são divididas em seis categorias: expressões faciais e corporais; dicas sobre o lixo; mensagens

de alerta; questionamento; zoom (é usado para demonstrar ao aluno o impacto ambiental referente

ao tipo de lixo selecionado incorretamente); alertas sobre o medidor de desempenho (FRAGA,

2001).

Nas pesquisas, encontrou-se vários tipos de sistemas tutor inteligente, porém não foram

encontrados sistemas direcionados ao público surdo, proposta deste TCC. Esse fato reforça a

necessidade de se iniciar trabalhos para estes alunos, que por fazerem parte de uma minoria, são

indiretamente discriminados.

3. DESENVOLVIMENTO

O desenvolvimento deste projeto teve como objetivo auxiliar o surdo no processo de ensino-

aprendizagem da Estrutura de Dados.

O sistema foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação PHP juntamente com o

banco de dados PostgreSQL. Foram escolhidas estas ferramentas por já se ter o conhecimento

necessário e por serem ferramentas sem custo de licença.

3.1. REQUISITOS

3.1.1. Requisitos funcionais

Requisitos funcionais são as funções que o sistema faz (quando pronto) ou fará (quando em

desenvolvimento). São os requisitos que o sistema deve contemplar. Segue abaixo os requisitos para

o sistema (Figura 4):

cd Requisitos Funcionais

REF 003 - O sistema deve permitir o cadastro de novos alunos

REF 001 - O sistema deve permitir a inclusão de novos conteúdos teóricos

REF 005 - O sistema deve permitir que o aluno analise os conteúdos teóricos

REF 006 - O sistema deve permitir que o aluno faça exercícios de determinado conteúdo

REF 007 - O sistema deve permitir que o professor verifique os conteúdos já visto pelo aluno

REF 008 - O sistema deve permitir o professor verificar o desempenho do aluno

REF 009 - O sistema deve permitir o aluno vizualizar seus dados

REF 004 - O sistema deve permitir o cadastro de novos professores

REF 002 - O sistema deve permitir o cadastro de novos exercícios

REF 010 - O sistema deve permitir que o aluno verifique seu desempenho

REF 011 - O sistema deve selecionar um novo problema baseado na análise ou desempenho do aluno (adaptar ao aluno)

Figura 4. Requisitos funcionais

28

3.1.2. Requisitos Não Funcionais

Requisitos não funcionais são propriedades ou qualidades do sistema. Seguem abaixo os

requisitos não funcionais para o sistema proposto:

3.1.2.1. Segurança cd Segurança

RNF 01.01 - O sistema via WEB deve possuir um mecanismo de segurança para evitar que pessoas não autorizadas tenham acesso ao sistema ou a dados privados.

RNF 01.02 - O sistema deve permitir níveis de segurança.

Figura 5. Requisitos de segurança

3.1.2.2. Confiabilidade cd 02 - Confiabilidade

RNF 02.01 - As informações geradas nos relatórios devem ser confiáveis.

Figura 6. Requisitos de confiabilidade

3.1.2.3. Software e hardware cd Requisitos Não Funcionais

RNF 03.01 - O sistema util izará protocolo de rede TCP/IP para acesso ao banco de dados centralizado

RNF 03.02 - O sistema será implementado em Linguagem PHP.

RNF 03.03 - As informações do sistema serão armazenadas em banco de dados Postgre.

Figura 7. Requisitos de software e hardware

29

3.2. DIAGRAMA DE PACOTES

O sistema proposto foi subdividido em quatro pacotes (Figura 8): Arquitetura do Sistema,

Aluno, Professor e Administrador.

No pacote arquitetura do sistema, são descritos os módulos de Domínio, Aluno, Tutor e

Interface.

No pacote professor, o professor poderá gerar relatórios com informações do aluno,

desempenho e conteúdo atual que o aluno se encontra.

No pacote do aluno, é onde o aluno interage com o sistema através dos conteúdos teóricos,

exercícios, consegue visualizar seu desempenho no sistema e visualizar seus dados cadastrais.

O quarto e último pacote (pacote administrador), tem as funcionalidade de inclusão de novos

alunos, professores e os conteúdos que são apresentados ao aluno.

cd Organização dos Pacotes

Pacote 01 - Arquitetura do Sistema

+ Administrador

+ Aluno

+ Módulo de Domínio

+ Módulo de Interface

+ Módulo do Aluno

+ Módulo do Tutor

Pacote 03 - Aluno

+ Aluno

+ UC 03.01 - Logar no sistema

+ UC 03.02 - Visualizar dados

+ UC 03.03 - Visualizar conteúdo teórico

+ UC 03.04 - Visualizar desempenho

+ UC 03.05 - Fazer exercício

Pacote 02 - Professor

+ Professor

+ UC 02.01 - Consultar posição do aluno

+ UC 02.02 - Relatório de desempenho

+ UC 02.03 - Logar no sistema

+ UC 04.04 - Gerenciar conteúdo

Pacote 04 - Administrador

+ Administrador

+ UC 04.01 - Logar no sistema

+ UC 04.02 - Gerenciar aluno

+ UC 04.03 - Gerenciar Professor

Figura 8. Diagrama de Pacotes

3.3. DIAGRAMAS DE CASOS DE USO

Caso de uso é uma seqüência de ações executadas por um determinado processo que produz

um resultado para um determinado ator. Com a utilização dos casos de uso, o entendimento das

30

funções disponíveis para um determinado ator fica simples de se entender. Seguem os diagramas de

casos de uso com as funcionalidades do sistema proposto:

cd Pacote - Arquitetura do Sistema

Aluno

Administrador

Módulo do Aluno

Módulo de Domínio

Módulo do Tutor

Módulo de Interface

Figura 9. Pacote Arquitetura do Sistema

Tabela 2. Funcionalidades dos casos de uso Pacote Arquitetura do Sistema

Caso de Uso Descrição Módulo de Domínio Responsável pelo gerenciamento do conteúdo da aplicação Módulo do Aluno Responsável pelo gerenciamento das informações do aluno Módulo do Tutor Responsável pela estratégia de ensino Módulo de Interface Responsável por fazer a comunicação entre o STI e o Aluno

31

cd Pacote do Professor

Professor

UC 02.01 - Consultar posição

do aluno

UC 02.02 - Relatório de desempenho

UC 02.03 - Logar no sistema UC 04.04 -

Gerenciar conteúdo

Figura 10. Pacote do Professor

Tabela 3. Funcionalidades dos casos de uso Pacote do Professor

Caso de Uso Descrição UC 02.01 Consulta posição do aluno

Informa a posição que o aluno se encontra nos conteúdos

UC 02.02 Relatório de desempenho Gera relatório com o desempenho do aluno UC 02.03 Logar no Sistema Faz a validação do usuário UC 02.04

Gerenciar conteúdo Incluir/Alterar/Excluir o cadastro dos conteúdos teóricos e exercícios

32

cd Pacote do Aluno

Aluno

UC 03.02 - Visualizar dados UC 03.03 -

Visualizar conteúdo teórico

UC 03.04 - Visualizar

desempenho

UC 03.05 - Fazer exercício

UC 03.01 - Logar no sistema

Figura 11. Pacote do Aluno

Tabela 4. Funcionalidades dos casos de uso Pacote do Aluno

Caso de Uso Descrição UC 03.01 Logar no sistema Faz a validação do usuário UC 03.02 Visualizar dados Visualiza os dados cadastrais do aluno UC 03.03 Visualizar conteúdo teórico

Visualiza os conteúdos teóricos para o aprendizado

UC 03.04 Visualiza desempenho Gera relatório com o desempenho do aluno UC 03.05 Fazer exercícios Gera os exercícios para que o aluno os faça

33

cd Pacote do Administrador

Administrador

UC 04.02 - Gerenciar aluno

UC 04.03 - Gerenciar Professor

UC 04.01 - Logar no sistema

Figura 12. Pacote do Administrador

Tabela 5. Funcionalidades dos casos de uso Pacote do Administrador

Caso de Uso Descrição UC 04.01 Logar no sistema Faz a validação do usuário UC 04.02 Gerenciar aluno Incluir/Alterar/Excluir o cadastro do aluno UC 04.03 Gerenciar Professor Incluir/Alterar/Excluir o cadastro do professor

A descrição dos cenários de cada caso de uso estão no Anexo I.

3.4. DIAGRAMAS DE SEQÜÊNCIA

Os diagramas de seqüência demonstram o comportamento dinâmico do sistema, seguindo as

descrições feitas nos casos de uso. Segue abaixo alguns diagramas para o sistema proposto:

34

3.4.1. Pacote Professor

sd UC 02.01 - Consultar posicao do aluno

Professor Interface Consulta Posicionamento

:Posicionamento:Aluno

Consulta alunos

Retorna todos os alunos

Envia nome dos alunos

Seleciona aluno

Envia aluno selecionado

Consulta aluno (aluno)()

Retorna posicionamento

Envia posicionamento

Figura 135. Diagrama de Seqüência - Consultar posição do aluno

35

3.4.2. Pacote Aluno

sd UC 03.05 - Fazer exercício

Aluno Interface Fazer Exercicio

:Topicos :Exercicio :Exercicio_Realizado

Consulta Exercicio (topico)()

Retorna Exercicios

Envia exercicio

Responde exercicio

Envia resposta

Salva Resultado(nota, data)()

Figura 14. Diagrama de Seqüência Fazer exercício

sd UC 03.03 - Visualizar conteúdo teórico

Aluno Interface Visualiza conteudo

:Topicos:Posicionamento

Consulta aluno (aluno)()

Retorna último tópico

Consulta Conteudo (topico)()

Envia conteúdo

Figura 15. Diagrama de Seqüência Visualizar conteúdo teórico

36

3.4.3. Pacote Administrador

sd UC 04.02 - Gerenciar aluno - Cadastrar

Administrador Interface Gerenciar aluno

Seleciona opção

Envia opção

Envia campos

Prenche campos

Envia campos

Insere registro()

Figura 16. Diagrama de Seqüência Gerenciar Aluno (Cadastro)

sd UC 04.03 - Gerenciar Professor - Cadastrar

Administrador Interface Gerenciar Professor

Seleciona opção

Envia opção

Envia campos

Preenche campos

Envia campos

Insere registro()

Figura 17. Diagrama de Seqüência Gerenciar Professor (Cadastro)

37

sd UC 04.03 - Gerenciar Professor - Altera

Administrador Interface Gerenciar Professor

:Professor

Seleciona opção

Envia opção

Consulta professores()

Envia nomes dos professores

Seleciona professor

Envia professor selecionado

Consulta professor(nome)()

Envia dados do professor

Altera dados

Envia dados

Salva alteracoes()

Figura 18. Diagrama de Seqüência Gerenciar Professor (Altera)

3.5. IMPLEMENTAÇÃO

O sistema foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação PHP com o banco de

dados PostgreSQL, possuindo três módulos: administração, professor e aluno. O primeiro passo foi

criar o banco de dados que suporta a implementação do sistema, possui 14 tabelas, com seus

respectivos relacionamentos, a metodologia para criação das tabelas foi o diagrama ER (entidade

relacionamento), foi utilizada ferramenta CASE Studio 2 da CharonWare DataBase Modeling Tools

para a modelagem do diagrama e a exportação do script de criação das tabelas para o banco de

dados PostgreSQL. Na Figura 19 pode-se visualizar o diagrama Entidade Relacional do banco de

dados do sistema. A Descrição das tabelas e dos campos se encontra no Anexo II, que é a

documentação gerada pela ferramenta CASE Studio 2.

Para facilitar a programação, foi usado o framework Perola que serve para o

desenvolvimento de aplicações em PHP. Este framework foi desenvolvido pela equipe de

desenvolvimento da Prefeitura de Rio das Ostras e foi disponibilizado para a comunidade utilizar e

agregar mais funcionalidades ao framework.

38

Figura 19. Diagrama Entidade Relacional

39

3.5.1. Módulos do STI

Neste tópico será descrito como funciona os módulos do tutor e do aluno, estes dois são os

que possuem as tomadas de decisão para o sistema.

3.5.1.1. Módulo do Tutor

A Figura 20 mostra a árvore de decisão do Tutor, esta árvore de decisão serve para o Tutor

verificar que tipo de mídia (texto, vídeo ou imagem) será utilizada para apresentar o conteúdo. A

mídia de vídeo é a gravação de um intérprete que traduz o conteúdo em texto para LIBRAS

(Linguagem Brasileira de Sinais).

No primeiro nível da árvore existe o item Algum conhecimento , neste item é verificado

qual foi à resposta do aluno a pergunta Tem conhecimento sobre Estrutura de Dados? , esta

pergunta é feita no primeiro acesso do aluno ao sistema.

No terceiro nível da árvore existe o item Conteúdo com imagem , neste item é verificado

se o conteúdo que será apresentado possui imagem, caso possua irá verificar qual o tipo de mídia

(dentre as mídias de texto, vídeo e imagem) que será utilizada para apresentar o conteúdo, se não

possuir imagem, verifica qual o tipo de mídia (dentre as mídias de texto e vídeo) que será utilizada.

Nos níveis mais inferiores é verificado o tipo de mídia que será utilizada, para isto ser

possível é atribuída uma porcentagem para cada tipo de mídia (texto, vídeo e imagem) de cada

aluno. Esta porcentagem é alterada sempre que o aluno seleciona outro tipo de mídia para a

apresentação de determinado conteúdo, ou seja, se a porcentagem para o tipo de mídia vídeo é a

maior, e depois e começa a gostar mais da mídia texto, esta porcentagem da mídia vídeo será

diminuída gradativamente e a mídia texto aumentará gradativamente também.

40

Figura 20. Árvore de decisão do Módulo do Tutor

3.5.1.2. Módulo do Aluno

A Figura 21 mostra a árvore de decisão do Aluno, esta árvore de decisão serve para que o

sistema atribua uma porcentagem para os tipos de mídia que o aluno prefere. Para esta atribuição

são feitas duas perguntas no primeiro acesso do aluno ao sistema, são elas: Tem conhecimento

sobre Estrutura de Dados?

e Tem dificuldade com a leitura? .

Para cada regra é colocada uma porcentagem para as mídias:

Não tem dificuldade de ler e tem conhecimento: texto = 70%; vídeo = 20%; imagem=

10%;

Não tem dificuldade de ler e não tem conhecimento: texto = 50%; vídeo = 40%;

imagem= 10%;

41

Tem dificuldade de ler e tem conhecimento: texto = 10%; vídeo = 50%; imagem= 40%;

Tem dificuldade de ler e não tem conhecimento: texto = 10%; vídeo = 70%; imagem=

20%;

Vale ressaltar que esta análise de porcentagem e a árvore de decisão foram feita de forma

empírica, sem o acompanhamento ou validação de um especialista da área de pedagogia.

Figura 21. Árvore de decisão do Módulo do Aluno

3.5.2. Mapa do site

A Figura 22 mostra o mapa do site, pode-se visualizar três ramificações, cada uma permite

acesso a cada um dos módulos do sistema: Módulo do Aluno, Módulo do Professor e Módulo do

Administrador. Ainda pode-se observar as funções que cada módulo possui.

42

Figura 22. Mapa do site

3.5.3. Tela de Login

A Figura 23 é apresentada a tela inicial do sistema, é onde o usuário informa seu usuário e

senha para poder acessar o sistema.

Figura 23. Tela inicial

3.5.4. Módulo do Administrador

O Módulo do Administrador é destinado ao gerenciamento dos alunos e professores, nele é

possível à inclusão e alteração de alunos e professores.

43

Figura 24. Módulo do Administrador

Na Figura 24 pode-se visualizar as opções disponíveis ao administrador:

Gerenciar Aluno: Cadastro, alteração e visualização do corpo discente do site;

Gerenciar Professor: Cadastro, alteração e visualização do corpo docente do site.

3.5.5. Módulo do Professor

O Módulo do Professor é destinado ao gerenciamento dos conteúdos e visualização do

andamento dos alunos em relação ao conteúdo disponível.

44

Figura 25. Módulo do Professor

Na Figura 25 pode-se visualizar as opções disponíveis ao professor:

Consultar aluno: Verifica os dados do aluno;

Relatório de desempenho: Relatório de desempenho do aluno;

Gerenciar conteúdo: Cadastro, alteração e visualização do conteúdo.

3.5.6. Módulo do Aluno

O Módulo do Aluno é onde o aluno visualiza o conteúdo que foi selecionado para ele e

responde as respectivas perguntas.

45

Figura 26. Módulo do Aluno

Na Figura 26 pode-se visualizar as opções disponíveis ao aluno:

Visualizar dados: O aluno visualiza seus dados cadastrados;

Visualiza conteúdo: Visualização dos conteúdos e exercícios que devem ser feitos;

Visualiza desempenho: Visualização do desempenho do aluno;

3.5.7. Utilização do Sistema

3.5.7.1. Primeiro Acesso do Aluno

Quando o aluno acessa o sistema, é verificado se é o primeiro acesso, caso seja, são

apresentadas as seguintes perguntas (Figura 27): Tem conhecimento sobre Estrutura de Dados? e

Tem dificuldade com a leitura? . Para que seja possível calcular a porcentagem das mídias

(descrito no item 3.5.1.2 Módulo do Aluno).

46

Figura 27. Primeiro Acesso

3.5.7.2. Conteúdo

Na Figura 28 é apresentada um tópico da Unidade I na mídia texto, e logo abaixo do

conteúdo existe um link para um outro formato de mídia (todo o conteúdo terá no mínimo dois

formatos: texto e vídeo).

47

Figura 28. Conteúdo

O conteúdo completo que será utilizado no sistema está no Anexo III

Conteúdo de

Estrutura de Dados. Os vídeos que foram feitos por interpretes de LIBRAS que se dispuseram a

participar deste projeto.

3.5.7.3. Exercício

A Figura 29 apresenta um exercício que possui no sistema, para este exercício caso o aluno

selecione a opção 1, 2 ou 4 (que são opções erradas) será mostrada a opção correta (opção 3), e caso

ele selecione a opção 5 (Não sei) será apresentado o conteúdo referente a este exercício num

formato diferente ao que ele viu anteriormente. Se o aluno errar o exercício e se neste exercício

tiver sido associada uma animação (esta associação é feita quando se cadastra o exercício), então

será apresentada à animação ao aluno.

48

Figura 29. Exercício

4. CONCLUSÕES

Foram apresentados nesse trabalho vários conceitos permitindo o embasamento necessário

para o desenvolvimento de um STI para o ensino de estrutura de dados aos surdos.

Após esta breve introdução ao conceito de informática na educação, foi iniciada a descrição

da tecnologia dos STI, onde foi definida a utilização da arquitetura clássica para o desenvolvimento

do sistema proposto. Esta tecnologia foi escolhida por ser uma tecnologia que supre os requisitos

necessários para o desenvolvimento do sistema.

Foram analisadas as melhores formas de comunicação com os surdos (principais usuários do

sistema). Esta análise se deu com entrevistas com interpretes e pessoas que trabalham diretamente

com esta comunidade. Através destas entrevistas identificou-se que a melhor forma de se comunicar

com o surdo é através da LIBRAS (Linguagem Brasileira de Sinais), por ser a linguagem utilizada

na comunidade de surdos. Outras formas que se identificou foram: imagens, animações, diagramas

e tudo que for visual. Sendo assim, foram utilizados no sistema alguns formatos como, imagens,

animações e tendo como requisito para todo o conteúdo os vídeos.

Este trabalho pretende auxiliar o surdo no ensino-aprendizagem de estrutura de dados, sendo

que, para isto foram utilizadas tecnologias da área da IA na Educação para o desenvolvimento do

sistema. Com o objetivo de atender as necessidades dos surdos, no que diz respeito ao domínio de

estrutura de dados.

Foi apresentada uma sessão que aborda os STI (Sistema Tutor Inteligente), descrevendo seu

funcionamento e alguns conceitos desta tecnologia.

Sugerem-se como trabalhos futuros à implementação de um agente de interface para se

comunicar com o usuário através de dicas ou outras formas de comunicação, traduzir todo o

material que está em português para a escrita de sinais (SingWrite), outra sugestão é adaptar o

sistema para que possam ser ensinadas outras disciplinas, como por exemplo, a linguagem de

programação C.

Este trabalho foi aprovado e apresentado no XIX CRICTE (Congresso Regional de Iniciação

Científica e Tecnológica em Engenharia).

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GLOSSÁRIO

Bilingüismo É uma proposta de ensino que se propõe a tornar acessível ao surdo duas línguas no contexto escolar.

Oralismo Abordagem que enfatiza a fala e a amplificação da audição e que rejeitam, de maneira explícita e.rígida, qualquer uso da língua de sinais.

Framework Conjunto de pacotes de classes e funções para o desenvolvimento rápido de aplicações.

54

ANEXO I RELATÓRIO GERADO NA FERRAMENTA ENTERPRISE ARCHITECT

ANEXO II

DOCUMENTAÇÃO DO ER GERADA NA

FERRAMENTA CASE STUDIO

56

ANEXO III

CONTEÚDO DE ESTRUTURA DE DADOS

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