Planejamento de um ambiente virtual de aprendizagem baseado em interfaces dinâmicas e uma aplicação ao estudo de potência elétrica

Abstract

Nas últimas décadas a educação em engenharia tem enfrentado crescentes problemas como a desmotivação dos alunos, a evasão escolar e a exigência de novas habilidades. Diversas razões poderiam ser apontadas para justificar estes fatos, como o despreparo didático-metodológico dos professores, o descompasso entre métodos e tecnologia etc. Neste contexto algumas inovações como a utilização de objetos de aprendizagem têm sido propostas na literatura, entretanto, falhas conceituais no projeto destes recursos são observadas neste trabalho e os insucessos decorridos de sua utilização atribuídos a ausência metodológica no seu desenvolvimento. Como alternativa este trabalho sugere uma nova metodologia construtiva para um AVA (Ambiente Virtual de Aprendizagem) baseada nas ciências cognitivas e defende que esta mudança de paradigma pode favorecer os procedimentos atuais para a tecnologia educacional. É proposto um algoritmo que monitora em tempo real o comportamento e as características dos usuários perante três variáveis: uma pedagógica, uma cognitiva e uma de desempenho probabilístico – sendo que as duas primeiras são também medidas estatísticas. Os testes que quantificam estas variáveis foram matematicamente construídos e validados. Esta ação de controle permite que interfaces sejam dinamicamente adaptadas e individualizadas possibilitando que características de interesse sejam implícita e gradativamente exercitadas. Para atingir este objetivo foram identificados os modelos mentais, e seus respectivos níveis, para um dos tópicos com o maior número de softwares educacionais encontrados na literatura: potência elétrica. A seguir desenvolveu-se e validou-se, a partir de análise fatorial exploratória, uma nova versão de um dos principais instrumentos para identificação...

Engineering education has passed through growing problems at the last decades, such as the lack of motivation, the school dropout and the requirement of new abilities. Many reasons could be pointed to justify these facts, as the didactic unpreparedness of teachers, the mismatch between methods and technology etc. In this context some innovations like the use of learning objects has been proposed in the literature, however conceptual failures on the project of these resources are observed in this work and the unsuccessfulness on its use is presumed to be due to lack of methodology on its development. So this work suggests a new constructive methodology to a LMS (Learning Management System) based on the cognitive sciences and defends that this paradigm change can favour the current proceedings. It is proposed an algorithm that monitors in real time the behavior and the user’s characteristics in respect of three variables: the first one is pedagogical, the second is cognitive and the last one measures the probabilistic performance – the first two are also considered as statistics measures. The tests that quantify these variables were mathematically constructed and validated. This control action allows interfaces to be dynamically adapted and individualized so enabling characteristics of interest to be implicit and gradually exercised. To achieve this goal the mental models and its progression level were identified, for one of the topics with the largest number of educational software found in the literature: electrical power. In the sequence a better version of one of the main tools to profile identification in engineering, based on exploratory factor analysis, was developed and validated: the Felder and Soloman (1991) Index of Learning Styles. Finally, it was adapted a probabilistic methodology, supported by Item Response Theory... (Complete abstract click electronic access below)