Compartilhamento de modelos de alunos via ontologia e web services

Abstract

O desenvolvimento de sistemas de ensino a distância (EaD) adaptativos vêm sendo o alvo de pesquisa nos últimos anos, porém uma das carências mais importantes é que estes sistemas não possuem dados suficientes que descrevam o aluno, de modo a realizar a adaptação adequada. Uma das grandes dificuldades no processo é a aquisição desses dados. Normalmente para a realização de um curso em um sistema de EaD na Web, o aluno, entre outras atividades, deve cadastrar-se no sistema e informar seus dados pessoais. Alguns sistemas possuem mecanismos para descoberta das preferências do aluno, seu estilo de aprendizagem ou estilo cognitivo, visando oferecer um ensino personalizado. Porém, se este mesmo aluno se matricular em outro curso que utilize outro sistema de EaD na Web, todas essas informações não são repassadas de um sistema para o outro e acabam sendo informadas ou descobertas novamente. Portanto, os sistemas não colaboram entre si no sentido de tornar as informações sobre os alunos mais completas. Quanto mais variada for a informação que os sistemas tiverem sobre os alunos, o modelo do aluno em cada sistema estará mais completo e, conseqüentemente, a adaptabilidade do conteúdo ao seu perfil, mais eficiente. O objetivo principal desta tese é solucionar a problemática associada ao gerenciamento de dados contidos no modelo de aluno quando compartilhadas entre vários ambientes de ensino a distância (EaD). Como solução, esta tese propõe o modelo LPEM (Learner Profile Exchange Model) que define as estratégias que regem o compartilhamento de dados de modelos de aluno entre diversos sistemas. O diferencial do modelo está no uso de uma ontologia (OntoLearner), baseada em padrões, para a troca de dados. A especificação da ontologia OntoLearner também consiste em uma contribuição da tese, e pode ser utilizada no contexto de qualquer sistema desse mesmo domínio. Um subconjunto relativo as principais funcionalidades do modelo foi implementado, para isso também foi definida nesta tese a especificação física do modelo, que oferece as funcionalidades do modelo na forma de Web services. Uma arquitetura orientada a serviços também é descrita na tese e serve de referencia para implementação do modelo LPEM. O protótipo serviu de indicativo para comprovar que a solução proposta é possível de ser implementada, gerando os resultados esperados quanto ao compartilhamento dos dados.

The development of adaptive systems has been the target of some research works over the last years. However, an important lack to be considered is that these systems do not have enough information about the student in order to provide an adequate adaptation. One of the most important drawbacks for this lack is the difficulty of acquiring such information. New learners of an e-learning system are normally required to update their personal information before proceeding in one of the offered courses. Some systems are able to adapt its course content presentation using some techniques that discover the learner’s preferences, level of previous knowledge, and cognitive style. However, this important information about learners is not shared among different e-learning systems. This forces the learner to fill cumbersome forms in each new system, and also forces each new systems to analyze and process new learner’s behavioral information. By consequence, current systems do not collaborate with each other in order to enrich the information related to users of different e-learning systems. Considering these problems, the main objective of this thesis is to address the problem of data management within the learner’s model when data are shared among different e-learning systems. In this thesis we propose the LPEM (Learner Profile Exchange Model) model, which defines the strategies to share the learner’s data model among the different systems. The main contribution of the proposed model is the use of an ontology, named OntoLearner, which is based on standards for data exchange. The ontology OntoLerarner is a contribution as well, since it has been developed for LPEM but can be used by any other system in this domain. A subset of the main functionalities of the proposed model was implemented. For that purpose, the physical model was defined in order to provide a functionalities model for Web Services. The prototype shows that the proposed solution can be implemented, generating the results expected for data sharing.