ASTERIX – Aprendizagem Significativa e Tecnologias aplicadas no Ensino de Redes de ...

174 Pages·2005·1.33 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
CENTRO INTERDISCIPLINAR DE NOVAS TECNOLOGIAS NA EDUCAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO

ASTERIX – Aprendizagem Significativa e Tecnologias
aplicadas no Ensino de Redes de computadores:
Integrando e eXplorando possibilidades

Roseclea Duarte Medina

Porto Alegre
2004
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Roseclea Duarte Medina

ASTERIX – Aprendizagem Significativa e Tecnologias
aplicadas no Ensino de Redes de computadores:
Integrando e eXplorando possibilidades

Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação
em Informática na Educação da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, como requisito
parcial para obtenção do título de Doutora em
Informática na Educação.
Orientadora:
Profa. Dra. Liane Margarida Rockenbach Tarouco
Co-orientadora:
Profa. Dra. Maria Suzana Marc Amoretti

Porto Alegre
2004
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AGRADECIMENTOS

Ao concluir este trabalho, quero agradecer a Deus ...

... por ter me concedido saúde para que pudesse atingir meus objetivos.

... por ter tido uma orientadora que me inspirou, estimulou, corrigiu, e que foi compreensiva nos
momentos difíceis que passei – Muito obrigada Liane, és um exemplo de competência, dedicação
e garra; por ter tido uma co-orientadora que acreditou em mim e não mediu esforços para me
orientar e apoiar – Muito obrigada Suzana.

... pela minha família maravilhosa: meus filhos Gabriel e Giulia, meu companheiro Elias, meus
amados pais, Aldeci e Romaldo, e meus irmãos Júnior, Meri e Sergio – obrigada pelo apoio
incondicional.

... por ter colegas de trabalho muito especiais, iluminadas, cujo o apoio foi decisivo para a
realização deste trabalho. Oni, Iria e Nelma, serei eternamente grata a vocês.

... por ter contado com a competente equipe da Profa. Liane na construção do laboratório virtual
ASTERIX : Marie, Mery, Jéferson, Anita, Evelise, Michelle e Sabrina – sem vocês o ASTERIX
não seria uma realidade. Meu carinho especial para a Maria do Carmo, pela competência,
atenção, amizade e também pela paciência ilimitada nestes anos todos.

... aos colegas do PGIE, pela frutífera e feliz convivência: Cláudia, Louise, Marco, Helena,
Regina... E como diz a Louise “como somos privilegiados!”. Um muito obrigada especial a
minha amiga e colega Cleuza Alonso, com quem dividi trabalhos, medos e vitórias!
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RESUMO

Por várias décadas os computadores têm sido utilizados no processo educacional e nem sempre
da forma correta. E existe uma forma correta? Não existe consenso, são muitas as tentativas e
experiências com inúmeros resultados positivos e negativos. Sabe-se de antemão que um dos
fatores que levam ao fracasso alguns ensaios é a mera transposição do material didático
tradicional para o meio informatizado, sem alterações na metodologia nem na postura do
professor e do aluno. A questão é como a tecnologia pode ser utilizada para favorecer uma
Aprendizagem Significativa. Para possibilitar esta pesquisa foi desenvolvido o Laboratório
Virtual ASTERIX, utilizado na disciplina de Redes de Computadores do Curso de Ciências da
Computação/UFSM. Esse trabalho apresenta os resultados da utilização do laboratório virtual
ASTERIX, a metodologia de utilização dos recursos tecnológicos envolvidos (realidade virtual,
inteligência artificial e animações/simulações) e avaliação da utilização desse laboratório virtual.
A teoria educacional que fundamentou a criação e a utilização do laboratório virtual foi a
Aprendizagem Significativa de D. Ausubel e D. Jonassen.

PALAVRAS-CHAVE: Laboratório Virtual, Aprendizagem Significativa, Realidade Virtual,
Inteligência Artificial, Animação/Simulação.
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ABSTRACT

For several decades the computers have been used in the educational process and nor always of
the correct form. And exists a correct way? Do not exist consensus, they are some attempts and
experiences with many positive and negative results.
One knows of beforehand that one of the factors that lead to the failure some assays is the mere
transposition of the traditional didactic material for the computational way, without alterations in
the methodology nor in the behaviour of professor and pupil. The question is how the technology
can be used for to favour a Meaningful Learning. For to allow this research was developed the
Virtual Laboratory ASTERIX, used in disciplines of Computer networks of the Course of
Sciences of the Computation/UFSM. This work presents the results of the use of virtual
laboratory ASTERIX, the methodology of use of the involved technological resources (virtual
reality, artificial intelligence and animations/simulations) and evaluation of the use of this virtual
laboratory. The educational theory that based the creation and the use of the virtual laboratory
was the Significant Learning of D. Ausubel and D. Jonassen.

KEY WORDS: Virtual Laboratory, Meaningful Learning, Virtual Reality, Artificial Intelligence,
Animation/Simulation.
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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Principais conceitos...................................................................................................... 37

Figura 2 – Repetidor de Sinal Analógico ................................................................................... 44

Figura 3 – Cinco Atributos da Aprendizagem Significativa......................................................... 55

Figura 4 – Tela do browser Holodesk........................................................................................... 72

Figura 5 – Ambiente N.I.C.E......................................................................................................... 73

Figura 6 – Ambiente ARCA.......................................................................................................... 74

Figura 7 – Vista Superior do VIRTUALNET............................................................................... 91
Figura 8 – Sala Virtual contendo dispositivos de rede.................................................................. 94
Figura 9 – Visualização em 3D do dispositivo Switch.................................................................. 96
Figura 10 – Interface do SR..........................................................................................................100
Figura 11 – Interação com a professora Elektra...........................................................................102
Figura 12 – Cenas capturadas na animação que apresenta crescimento da rede......................... 104
Figura 13 – Protocolo para o Método de Escore Relacional .................................................... 168
Figura 14 – Instruções para o Método de Escore Estrutural ...................................................... 169
Figura 15 – Recorte de projeto Grupo 2: RAID 5 ..................................................................... 116
Figura 16 - Recorte de projeto Grupo 3: Cluster loading balancing ........................................ 119
Figura 17 – Sistema tradicional de Firewall ............................................................................. 122

Figura 18 – Firewall utilizando a arquitetura DMZ................................................................... 124

Figura 19 – Exemplo de mapa conceitual inicial ...................................................................... 170

Figura 20 – Exemplo de mapa conceitual final ......................................................................... 171

Figura 21 – Resultado da questão 1 .......................................................................................... 138
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Figura 22 – Resultado da questão 2 .......................................................................................... 138

Figura 23 – Resultado da questão 12 ......................................................................................... 139

Figura 24 – Resultado da questão 15 ......................................................................................... 139

Figura 25 – Resultado da questão 20 ......................................................................................... 139

Figura 26 – Resultado da questão 5 ........................................................................................... 172

Figura 27 – Resultado da questão 6 ........................................................................................... 172

Figura 28 – Resultado da questão 17 ......................................................................................... 172

Figura 29 – Resultado da questão 7 ........................................................................................... 140

Figura 30 – Resultado da questão11 .......................................................................................... 141

Figura 31 – Resultado da questão 22 ......................................................................................... 141

Figura 32 – Resultado da questão 13 ......................................................................................... 142

Figura 33 – Resultado da questão 10 ......................................................................................... 173

Figura 34 – Resultado da questão 14 ......................................................................................... 173

Figura 35 – Resultado da questão 16 ......................................................................................... 173

Figura 36 – Resultado da questão 18 ......................................................................................... 174

Figura 37 – Resultado da questão 4 ........................................................................................... 143

Figura 38 – Resultado da questão 8 ........................................................................................... 143

Figura 39 – Resultado da questão 10 ......................................................................................... 144

Figura 40 – Resultado da questão 3 .......................................................................................... 145

Figura 41 – Resultado da questão 9 ........................................................................................... 174

Figura 42– Resultado da questão 19 ......................................................................................... 174

Figura 43 – Resultado da questão 21 ......................................................................................... 145
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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Principais Características da Aprendizagem de Alunos Adultos................................ 28

Tabela 2 - Categorias de bots........................................................................................................ 80

Tabela 3 - Alguns chatterbots Implementados.............................................................................. 81

Tabela 4 - Alguns Conceitos Apresentados no ASTERIX............................................................ 98

Tabela 5 – Resumo da Avaliação Quantitativa dos Mapas Conceituais .................................... 131
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LISTA DE ABREVIATURAS

IA – Inteligência Artificial
AI-ED – Artificial Intelligence in Education
AIML – Artificial Intelligence Markup Language
ALICE – Artificial Linguistic Internet Computer Entity
ARCA – Ambiente de Realidade virtual Cooperativo de Aprendizagem
AS – Aprendizagem Significativa
CAI – Computer Assisted Instructional
CAVE – (CAVE Automatic Virtual Environment)
CBT – Computer-Based Training
DMZ – DeMilitarized Zone Network
DoS – Denial of Service
FAQs – Frequently Asked Questions
HTML – HyperText Markup Language
ILE – Interactive Learning Environment
ITS – Intelligent Tutoring Systems
LAN – Local Area Network
LVA – Laboratório Virtual ASTERIX
MTBF – Mean Time Between Failures
MTTR – Mean Time To Repair
N.I.C.E. – Narrative Immersive Constructionist/Collaborative Environments
NIEPE – Núcleo Integrado de Ensino, Pesquisa e Extensão
OECD – Organization for Economic Co-operation and Development
RAID – Redundant Array of Independent (or Inexpensive) Disks
R.U.R. – Rossum’s Universal Robots
RV – Realidade virtual
TICs – Tecnologias de Informação e Comunicação
TAS – Teoria de Aprendizagem Significativa
UFSM – Universidade Federal de Santa Maria
UnB – Universidade de Brasília
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Verbot – Verbal Software Robot
VLANs – Virtual LANs
VITELS – Virtual Internet and Telecommunications Laboratory of Switzerland
VRML – Virtual Reality Modeling Language
XML – Extensible Markup Language