O documento apresenta uma proposta de arquitetura para análise de aprendizagem apoiada por métodos analíticos no uso de laboratórios remotos. A arquitetura integra laboratórios remotos com sistemas de recomendação e coleta de métricas de aprendizagem por meio do padrão xAPI para melhorar o processo de ensino-aprendizagem.

1. Arquitetura para Análise de
Aprendizagem
no Uso de Laboratórios Remotos
Lucas Mellos Carlos
Orientador: João Bosco da Mota Alves, Drº
Coorientador: Juarez Bento da Silva, Drº
Programa de Pós-Graduação em Tecnologias da Informação e Comunicação
Universidade Federal de Santa Catarina - Campus Araranguá
lucas.mellos@posgrad.ufsc.br

2. Agenda
1. Introdução
2. Referencial Teórico
3. Modelo Proposto
4. Desenvolvimento e Avaliação da Arquitetura
5. Considerações Finais
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3. 1. Introdução
• O alavancamento das Tecnologias da Informação e Comunicação
(TIC) na sociedade contemporânea
• O crescimento da E-Learning estimado em $325 bi para 2025
(FORBES, 2018)
• O processo de transformação digital na educação
• A avaliação como elemento chave suportada de diferentes formas
• Coleta de métricas que auxiliam diferentes stakeholders do
processo de educação
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4. 1. Introdução: Problemática
• Learning Analytics aplicada a E-Learning
• Falta de integração entre diferentes componentes
• Integração direta com a experiência em laboratórios remotos
• Padrões ligeiramente explorados para salvamento da informação
• A grande limitação em integrar laboratórios remotos com
sistemas de recomendação
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5. 1. Introdução: Pergunta de Pesquisa
• Como a análise de aprendizagem utilizando métodos analíticos
em laboratórios remotos pode auxiliar o processo de ensino-
aprendizagem?
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6. 1. Introdução: Objetivo Geral
• Desenvolver uma arquitetura para análise de aprendizagem
suportada por métodos analíticos no uso de laboratórios remotos.
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7. 1. Introdução: Objetivos Específicos
• Analisar as padronizações existentes nos campos de laboratórios
remotos e learning analytics
• Analisar soluções de laboratórios remotos a fim de integrar com a
arquitetura desenvolvida
• Interiorizar as especificações dos sistemas de gerenciamento de
laboratórios remotos com foco em ciência de dados para
laboratórios remotos
• Propor casos de uso de acordo com a aplicação desenvolvida de
modo que a arquitetura possa ser avaliada
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8. 1. Introdução: Justificativa
• O crescimento da E-Learning e os grandes avanços na área de
tecnologia
• Falta de fluência em integração de recursos com a demanda de
novos desenvolvimentos (CRISTIANO et al, 2006)
• Adoção de laboratórios como auxílio ao processo de ensino-
aprendizagem (VIEGAS et al, 2014)
• Promover formas de avaliação mais próximas a prática com
resultados mais precisos
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9. 1. Introdução: Procedimentos Metodológicos
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10. 10

11. 2. Referencial Teórico: Integração de Tec. na
Educação
• A evolução associada a Internet, porém, ainda insatisfatória
(RAMAN; THANNIMALAI; ISMAIL, 2019)
• Grande globalização de dispositivos móveis como alternativa a
baixa disponibilidade de recursos em escolas
• A tecnologia como agente facilitador (ASEEY; ANDOLLO, 2019)
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12. 2. Referencial Teórico: Integração de Tec. na
Educação
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13. 2. Referencial Teórico: Integração de Tec. na
Educação
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14. 2. Referencial Teórico: Laboratórios Remotos
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15. 2. Referencial Teórico: Laboratórios Remotos
• Interativos: onde há interação ativa (ZAPATA-RIVERA et al.,
2018)
• Não Interativos: onde se interage somente com informações
(ORDUÑA, Pablo et al., 2018).
• Sensoriamento: onde há apenas recuperação de valores
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16. 2. Referencial Teórico: Laboratórios Remotos
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17. 2. Referencial Teórico: Learning Analytics
• Dados e educação
• Shum e Ferguson (2012) definem cinco abordagens para Learning
Analytics, sendo:
1. análise de conteúdo
2. análise do discurso
3. análise das redes sociais
4. análise de disposição
5. análise de contexto
• O uso de sistemas de recomendação como forma de sugerir algo
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18. 2. Referencial Teórico: Learning Analytics
• O sistema de recomendação como forma de recomendar
programas acadêmicos, cursos e instrutores para alunos (SLIM et
al, 2019)
• LA em laboratórios remotos, uma área pouco explorada e sem
padronização (ROMERO, et al 2014)
• User Tracking como mapeamento do usuário (VENANT; VIDAL;
BROISIN, 2016).
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19. 2. Referencial Teórico: Learning Analytics
• Experience API (xAPI) provém um padrão para coleta de eventos
baseado em experiências de aprendizagem, sendo elas oriundas
de aprendizagem forma ou informal (BAKHARIA et al., 2016)
• Um statement de xAPI pode ser simplificado em um agente ou
grupo que realiza uma dada ação em um determinado contexto
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20. 2. Referencial Teórico: Learning Analytics
• Bosco (ator), bebeu (verbo) café (objeto) por volta das 13hs no
RExLab (contexto)
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21. 3. Modelo proposto
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22. 3. Modelo proposto
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23. 3. Modelo Proposto: Statements (Ator)
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24. 3. Modelo Proposto: Statements (Verbo)
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25. 3. Modelo Proposto: Statements
(Objeto)
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26. 3. Modelo Proposto: Statements
(Contexto)
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27. 4. Desenvolvimento e Avaliação da
Arquitetura
• Inclusão do suporte a um sistema de recomendação
• Mapeamento de erros:
1. Posicionar o multímetro em um ponto sem ligação com componente,
mas com circuito correto
2. Falta do fechamento de uma malha
3. Curto circuito
4. Realizar a medição em série de um circuito em paralelo
5. Realizar a medição incorreta de um circuito em série
6. Posicionar instrumentos e componentes de maneira incorreta uma
associação mista
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28. 28

29. 4. Desenvolvimento e Avaliação da
Arquitetura
• VISIR suportado por xAPI
1. Mapeamento dos componentes de interface
2. Mapeamento das funcionalidades dos instrumentos e ações de
componentes
3. Escolha dos verbos
4. Formulação dos statements
5. Salvamento das informações em um LRS genérico
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30. 4. Desenvolvimento de Avaliação da
Arquitetura
• Funcionalidades e ações
1. Todos e quaisquer componentes eletrônicos
2. Multímetro
3. Gerador de funções
4. Osciloscópio
5. Fonte DC
6. Cabos conectores
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31. 4. Desenvolvimento de Avaliação da
Arquitetura
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32. 4. Desenvolvimento e Avaliação da
Arquitetura
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33. 33

34. 34

35. 35

36. 36

37. 4. Desenvolvimento e Avaliação da
Arquitetura
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38. 5. Considerações Finais
• As implicações das TIC com pertinência
• As padronizações existentes na área
• A granularidade da informação podendo levar a novas
descobertas
• Total compatibilidade entre os sistemas através de xAPI
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39. 5. Considerações Finais: Trabalhos Futuros
• Explorar a norma IEEE-SA P2834®
• Expansão para novos laboratórios
• Validação de aceitação
• Adição de novos inputs ao sistema de recomendação
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40. 5. Considerações Finais: Correlatos ao
Trabalho
• Menções honrosas pela IEEE-SA®, IEEE P1876® e IEEE Montreal
Chapter
• Participação nos grupos de trabalho IEEE P1876 e 2834®
• Trabalhos publicados em revistas e periódicos nacionais e
internacionais
• Participação no Programa de Líderes Emergentes nas Américas
pelo Gov. Canadense
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41. Agradecimentos
• Ao Professor Hamadou Saliah-Hassane
• Ao programa ELAP
• A CAPES/FAPESC
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42. Contato
Lucas Mellos Carlos
lucas.mellos@posgrad.ufsc.br
(48) 3721-4194
http://ppgtic.ufsc.br
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