Gerando metadados automatizados para recuperar objetos de aprendizagem

Geração (semi)automática
de metadados
Um contributo para a recuperação de objectos de aprendizagem

Vitor Barrigão Gonçalves
Escola Superior de Educação
Instituto Politécnico de Bragança

Eurico Manuel Carrapatoso
Faculdade de Engenharia
Universidade do Porto

E-mail: vg@ipb.pt | URL: http://www.vgportal.ipb.pt | E-mail: emc@fe.up.pt

Geração (semi)automática de metadados: um contributo para a recuperação de LOs

Sumário
 Motivação
 Influência da Internet no processo de aprendizagem;
 Influência do Processo de Bolonha no Ensino Superior;
 Novos requisitos.

 e-Learning
 Evolução dos cursos on-line;
 Tecnologias para o e-Learning;
 Limitações face aos novos requisitos.

 Metadados e ontologias
 Tecnologias para a Web Semântica;
 Metadados (especificações DCM e LOM);
 RDF(S) e OWL.

 Geração automática de Metadados
 Geração de metadados (RDF/XML);
 Recuperação de Objectos de aprendizagem (SPARQL).

 Considerações Finais
2


Motivação:
 Com a Internet surgiram
 Novas estratégias de difusão de informação
 Novas formas de ensino/formação/aprendizagem
 Novos modelos de comunicação

 Modalidades de utilização pedagógica
 Como fonte de pesquisa (motores de busca…)
 Como meio de publicação (Websites, Portais…)
 Como meio de interacção (conteúdos e pessoas)

Solução integrada: e-Learning, b-Learning ou m-Learning.

3


Motivação:
 Processo de Bolonha
 Alteração da Lei de Bases do Sistema Educativo Português:

 Reconhecer o conhecimento como um bem universal;
 Adequar a aprendizagem aos requisitos da sociedade ;
 Aproveitar as potencialidades das TIC na Educação;
 Fomentar a aprendizagem ao longo da vida;
 Reconhecer legal e formalmente o ensino a distância.

Prefiguram-se
vários cenários
de e-Learning

4


e-Learning
Interacção interpessoal:
Interacção professor/aluno(s) e aluno/aluno(s)
Tecnologias de comunicação assíncronas e síncronas

Interacção intrapessoal:
Reflexão sobre a aprendizagem e registo do percurso e competências
Blogs, wikis, portfólios e outras tecnologias Web 2.0

Interacção com os conteúdos:
Conteúdos de aprendizagem (lições e outros materiais didácticos)

Plataformas de e-Learning:
WebCT; Lotus Learning; TopClass e-Learning Suite;
Blackboard Academic Suite; Luvit LMS; Virtual-U; Atutor;
Moodle…
LMS – Learning Management Systems
LCMS – Learning Content Management Systems
5


e-Learning
Evolução (uma visão)
1.ª etapa:
Conteúdos indivisíveis (baixa granularidade dos cursos)

2.ª etapa:
Objectos de aprendizagem (combinação e reutilização)

3.ª etapa:
SCORM (interoperabilidade entre cursos e sistemas)

4.ª etapa:
Learning Design (modelação de cursos flexíveis e personalizados)

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e-Learning
 Pacotes SCORM e IMS-Content Packaging
Reload Editor (http://www.reload.ac.uk/editor.html)
eXe - E-learning XHTML Editor (http://exelearning.org)
SCORMxt (http://www.westcliffdata.co.uk)

IMS Content Packing
(pacote em formato zip
contendo todos os
conteúdos e um ficheiro
xml que inclui os
metadados, a sequência
de navegação e todos os
recursos associados).

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e-Learning
 Learning Design
A modelação de unidades de aprendizagem minimiza limitações
do SCORM:
- ênfase na personalização dos conteúdos
- participação mais activa do aluno na aprendizagem

RELOAD Learning Design
Coopercore
LAMS
MOTplus

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e-Learning
 Sistemas de e-Learning, b-Learning, m-Learning
 Portais educativos com gestão de conteúdos
 Tutoriais inteligentes e Sistemas hipermédia adaptativos
 Tecnologias Web 2.0
 Tecnologias associadas para o desenvolvimento de e-cursos

Auto-aprendizagem:
- através de conteúdos dispersos (Motores)
- através de e-cursos (e-Learning)

Sim!
Mas nem tudo são rosas…

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Metadados e Ontologias
 Novos requisitos:
 Obter informação actual sobre as disciplinas/conteúdos.
 Obter informação de forma personalizada e rápida.
 Suportar processos interdisciplinares.

Mas,
também nem tudo são espinhos…
Se usarmos METADADOS
e ONTOLOGIAS!
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Tecnologias para a Web Semântica
 The big picture

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 Tecnologia XML
 Tecnologia de Metadados
 DCM (Dublin Core Metadata)
 LOM (Learning Object Metadata)
 MPEG7 (Multimedia Content Description Interface)
 RDF (Resource Description Framework)
 Tecnologia de Ontologias
 RDFS (Resource Description Framework Schema)
 OWL (Ontology Web Language)
 Tecnologia de Inferência (RuleML/SWRL e SPARQL)

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 Elementos DCM

A norma DCM inclui dois níveis para a descrição de recursos:

Simple Dublin Core Metadata
Esquemas de metadados que usam só os 15 elementos DCMES.

Qualified Dublin Core Metadata
Esquemas de metadados que usam os 15 elementos DCMES
+
outros elementos
(Audience, Provenance, RightsHolder, accrualMethod,
accrualPeriodicity, accrualPolicy, instructionalMethod)
+
elementos de refinamento

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 Elementos DCMES
 Title (título ou nome atribuído ao recurso);
 Creator (entidade responsável pela criação ou existência do recurso);
 Subject (assunto e palavras-chave que caracterizam o recurso);
 Description (descrição ou resumo do conteúdo do recurso);
 Publisher (entidade responsável por editar ou publicar o recurso);
 Contributor (entidade responsável por contributo para o recurso);
 Date (data inerente à criação ou publicação do recurso);
 Type (tipo, função, natureza ou género do recurso);
 Format (formato do recurso: físico ou digital, tamanho ou duração);
 Identifier (referência para identificar o recurso: URI, ISBN, etc.);
 Source (referência a um recurso de onde o recurso actual deriva);
 Language (língua do conteúdo intelectual do recurso: pt, en, fr);
 Relation (referência a um recurso relacionado);
 Coverage (extensão, alcance ou âmbito do recurso);
 Rights (gestão dos direitos inerentes ao recurso).
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 Elementos DCMES

15


 Elementos DCMES

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 Elementos LOM
 Geral (General) - informação geral que descreve o LO como um todo
(Identifier, Title, Catalog Entry, Catalog, Entry, Language, Description, Keywords,
Coverage, Structure, Aggregation level);

 Ciclo de vida (Lifecycle) - história de um LO e respectivos contributos para
essa evolução, e atributos inerentes ao seu estado actual
(Version, Status, Contribute, Role, Entity, Date);

 Meta-metadados (Metametadata) - reúne informações sobre a própria
instância dos metadados (em vez do LO que a instância do metadado
descreve). Ou seja, agrupa os atributos que descrevem os metadados que
indexam o LO
(Identifier, Catalog, Entry, Contribute, Role, EntitytDate, Metadata Squema, Language);

 Técnica (Technical) - agrupa os requisitos e características técnicas do LO
(Format, Size, Location, Requirements, Type, Name, Minimum Version, Maximum
version, Instalattion Remarks, Other Plataform requirements, Duration);

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 Elementos LOM
 Educacional (Educational) - atributos educativos e pedagógicos do LO
(Interactivity Type, Learning Resource Type, Interactivity level, Semantic density,
Intended End User Role, Context, Typical Age Range, Difficulty, Typical Learning Time,
Description, Language);

 Direitos (Rights) - direitos de propriedade intelectual e condições de
utilização (Cost, Description, Copyright and others restrictions);

 Relação (Relation) - características que definem a relação entre o LO e
outros objectos educacionais correlacionados
(Kind, Resource, Identifier, Description, Catalog Entry);

 Anotação (Annotation) - comentários sobre o uso educacional do LO
(Elementos: Person/Entity, Description, Date);

 Classificação (Classification) - descreve a posição do LO em relação a
um sistema particular de classificação (Universal Decimal Classification)
(Purpose, Taxon Path, Source, Taxon, Id, Entry, Description, Keywords).

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 Elementos LOM

19


 Elementos LOM

20


 Tecnologia XML

21


 RDF
Sujeito Predicado Objecto

Recurso Propriedade valor

22


 RDF

23


 Aplicações RDF

• RSS (RDF Site Summary)
• FOAF (Friend Of A Friend)
• vCard
• RDFPics
• MusicBrains Metadata Initiative
• XMP (eXtensible Metadata Platform)

24


 Tecnologia XML

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 Ontologias

 Classes
 Relações
 Propriedades
 Instâncias
 Axiomas
 Regras de inferência

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 Ontologias
t rdf:type | s rdfs:subClassOf | d rdfs:domain | r rdfs:range

s
rdfs:Resource Universidade
t

s r
t d
rdfs:Class
oferecido_por

t Curso

t
t t
s
t
s s

Licenciatura Doutoramento
Mestrado

RDFS
RDF t

http://www.fe.up.pt/mtm oferecido_por http://www.up.pt

dc:Title dc:Title

Tecnologia Multimédia Universidade do Porto

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 Ontologias

28


 Tecnologia XML

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 SWRL - Regras de Inferência
temPai(c,b) Λ temPai(b,a) temAvo(c,a) temPai(c,b) Λ temIrmao(b,e) temTio(c,e)

temAvo
temPai temPai temPai temPai

temIrmão

temPai temPai temPai

Inferência possível em OWL DL Inferência impossível em OWL DL
Mas, possível adicionando camada de regras

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 SWRL - Regras de Inferência

31


 SPARQL – Linguagem de Inferência

32


 SPARQL – Linguagem de Inferência

33


 Protégé (RDFS)

<rdfs:Class rdf:about="&cd;CD"
rdfs:comment="Album de musica (CDs ou DVDs)"
rdfs:label="CD">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="&rdfs;Resource"/>
</rdfs:Class>

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 Protégé (OWL - ontologia mais expressiva)

…
<owl:ObjectProperty rdf:about="#editado_por">
<rdfs:domain>
<owl:Class>
<owl:unionOf rdf:parseType="Collection">
<rdf:Description rdf:about="http://www.w3.org/2002/07/owl#Thing"/>
<owl:Class rdf:about="#MUSICA"/>
</owl:unionOf>
</owl:Class>
</rdfs:domain>
<owl:inverseOf rdf:resource="#edita"/>
</owl:ObjectProperty>
…
35


 Protégé (Formulários e Instâncias)

36


 Protégé (Inferência)

37


Geração automática de metadados

38


Módulo de Sumários e Módulo de Programas

39


Anotação semi-automática de LOs com metadados e ontologias

Expressar LOs em RDF(S)/OWL

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Ontologia para os sistemas de e-Learning

41


Ontologia para os sistemas de e-Learning

42


Bloco de pesquisa semântica

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Considerações Finais

Num futuro muito próximo, passaremos
mais tempo a ler, ver e ouvir recursos educativos
e muito menos tempo a filtrar essa informação.

Mas, ainda há muito trabalho para fazer:
- Aplicar a Web Semântica às Intranets (educativas);
- Aplicar a Web Semântica às Extranets (entre e-Learnings);
- Aplicar a Web Semântica à Web actual.

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 Autenticar utilizadores
 Associar docente/disciplina
 Inscrever discentes
 Registar avaliações
 Anotação semântica
 Pesquisa semântica
 Monitorizar aprendizagem
 (Agente de Aprendizagem)

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Os metadados, ontologias e agentes são cruciais…

Roma e Pavia não se fizeram num dia…
46


The End

Obrigado!

Vitor Barrigão Gonçalves
Departamento de Tecnologia Educativa e Gestão da Informação
Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Bragança

URL: http://www.vgportal.ipb.pt
Email: vg@ipb.pt

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