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VOSS, GLEIZER BIERHALZ.Pdf (8.705Mb) UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM INFORMÁTICA TCN5 - TEACHING COMPUTER NETWORKS IN A FREE IMMERSIVE VIRTUAL ENVIRONMENT DISSERTAÇÃO DE MESTRADO Gleizer Bierhalz Voss Santa Maria, RS, Brasil 2014 TCN5 - TEACHING COMPUTER NETWORKS IN A FREE IMMERSIVE VIRTUAL ENVIRONMENT Gleizer Bierhalz Voss Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado Programa de Pós-Graduação em Informática (PPGI), Área de Concentração em Computação, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação Orientadora: Profa. Dra. Roseclea Duarte Medina Santa Maria, RS, Brasil 2014 Bierhalz Voss, Gleizer TCN5 - Teaching Computer Networks in a Free Immersive Virtual Environment / por Gleizer Bierhalz Voss. – 2014. 159 f.: il.; 30 cm. Orientadora: Roseclea Duarte Medina Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Informática, RS, 2014. 1. Ensino de Redes de Computadores. 2. Mundos Virtuais. 3. Am- bientes Virtuais Imersivos. 4. Computação Sensível ao Contexto. 5. U- Learning. I. Duarte Medina, Roseclea. II. Título. c 2014 Todos os direitos autorais reservados a Gleizer Bierhalz Voss. A reprodução de partes ou do todo deste trabalho só poderá ser feita mediante a citação da fonte. E-mail: [email protected] Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Programa de Pós-Graduação em Informática A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a Dissertação de Mestrado TCN5 - TEACHING COMPUTER NETWORKS IN A FREE IMMERSIVE VIRTUAL ENVIRONMENT elaborada por Gleizer Bierhalz Voss como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação COMISSÃO EXAMINADORA: Roseclea Duarte Medina, Dra. (Presidente/Orientadora) Giliane Bernardi, Dra. (UFSM) Marco Antônio Sandini Trentin, Dr. (UPF) Santa Maria, 27 de Fevereiro de 2014. Dedico este trabalho aos alicerces da minha vida: A Deus, por me permitir chegar até aqui e estar sempre presente em minha vida. A minha esposa, Cristiane, pelo amor incondicional e o apoio constante. A minha irmã, Glenise, grande incentivadora, minha caçula, meu exemplo. Aos meus pais, Ivo e Darlene, pela educação, carinho, amor e por nunca medirem esforços para que eu e minha irmã pudéssemos estudar e correr atrás da realização dos nossos sonhos. AGRADECIMENTOS Primeiramente a Deus, por iluminar o meu caminho e me dar forças nos momentos mais difíceis. Aqueles que estão comigo em todas as horas, mesmo que distantes fisicamente, estão sempre pertinhos em pensamentos, palavras e orações, contribuindo e torcendo para o meu sucesso, obrigado família! Pai, mãe, mana e esposa, vocês são a razão da minha vida, com vocês e por vocês eu sei que posso ir mais longe, obrigado por existirem, amo vocês! A Professora Rose, orientadora e amiga, por ter “muita paciência” com os seus “pintos”, és um exemplo de dedicação, respeito e alegria. Muito obrigado por todo apoio, por ter aceito me orientar no mestrado e inclusive abrir as portas de sua casa para as orientações e claro, para as “junções” também! Que esta parceria continue! Aos amigos que conquistei durante o mestrado, os “Serious Boys”: Giani, Taciano, Víctor e Fabricio, os quais tive a oportunidade não só de conviver e aprender como também pelos vários momentos de descontração, seja na UFSM, nas viagens ou no Facebook. Por nunca medirem esforços seja para auxiliar no design de uma figura ou para tirar as dúvidas quanto ao LATEX. Valeu gurizada! Aos demais integrantes do GRECA, em especial ao Ricardo e o Vanderlan pelo apoio no desenvolvimento do trabalho, e também a Rafaela que apoiou tanto na aplicação quanto na avaliação dos testes. Ao Érico, meu “guru”, orientador na graduação, colega no mestrado e futuro colega no doutorado, obrigado pelo incentivo e parceria nas publicações! Ao Felipe, grande colega e amigo, cuja parceria nasceu na graduação, cresceu no mes- trado e continuará no doutorado, valeu meu querido! Sem o “Nunes, F. B.” o meu Lattes não seria o mesmo! A professora Gilse, pelo incentivo e os sábios conselhos que foram fundamentais para a minha opção pelo mestrado e pela academia, enquanto tudo se encaminhava para seguir para o mercado de trabalho. Obrigado pelo incentivo e pelo apoio! Aos amigos de Santa Maria, em especial ao Alexandre Nunes, a Rose e o Robson e a pequena Gaby. Também aos amigos de Canguçu, gurizada do Rayo, que mesmo distante esteve sempre presente. Obrigado pelo companheirismo e amizade! A UFSM e ao Programa de Pós-Graduação em Informática (PPGI), em especial ao Pro- fessor Piveta e ao Josmar pelo auxílio e paciência. A professora Giliane e o professor Raul pelas contribuições valiosas que auxiliaram na conclusão deste trabalho, e que novamente compõem a comissão examinadora juntamente com o professor Trentin, a quem estendo o meu agradecimento, por ter aceito o convite em participar dessa banca. Aos demais professores e colegas, pelos conhecimentos compartilhados e pela contri- buição para a minha formação acadêmica. A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo apoio financeiro que tornou possível a realização desse sonho. Enfim, aos demais amigos e familiares, de perto e de longe, igualmente importantes nessa caminhada, o meu profundo e sincero agradecimento! Muito obrigado! Entrega o teu caminho ao Senhor, confia nele e o mais ele fará —SALMOS 37:5 RESUMO Dissertação de Mestrado Programa de Pós-Graduação em Informática Universidade Federal de Santa Maria TCN5 - TEACHING COMPUTER NETWORKS IN A FREE IMMERSIVE VIRTUAL ENVIRONMENT AUTOR: GLEIZER BIERHALZ VOSS ORIENTADORA: ROSECLEA DUARTE MEDINA Local da Defesa e Data: Santa Maria, 27 de Fevereiro de 2014. O ensino de temas técnicos na área de Redes de Computadores envolve conceitos di- fíceis de serem entendidos na forma pedagógica tradicional, ou seja, de forma estática. Ao mesmo tempo, os avanços tecnológicos criaram diversas possibilidades na educação, exigindo o desenvolvimento de novas práticas pedagógicas que contribuam para o processo de ensino e aprendizagem. A criação de ambientes virtuais imersivos e o tratamento de questões rela- cionadas com a computação sensível ao contexto podem auxiliar nesse processo. Para isso, foi desenvolvido nesta dissertação um ambiente virtual imersivo para o ensino de Redes de Computadores que trata informações de contexto do aluno (e.g., tecnologia, estilo cognitivo e qualidade do contexto), proporcionando ao mesmo uma aprendizagem significativa, a partir da integração e interação entre usuários e tecnologia. Para atingir os objetivos deste trabalho foi realizada uma pesquisa exploratória com estudo de caso, a fim de verificar se a utilização de um ambiente virtual imersivo pode facilitar e/ou melhorar o processo de aprendizagem da disci- plina de Redes de Computadores. A construção desse ambiente, denominado TCN5, teve como base quatro elementos principais, sendo esses, o WampServer, o OpenSimulator, o Sloodle e o Moodle UVLEQoC, que agrega as características tanto dos módulos U-SEA 2.0 e SEDECA 2.0 como do Tema Bootstrap, aplicando parâmetros e métricas de QoC sobre as informações coletadas no ambiente, com o objetivo de garantir que o contexto formulado esteja adequado às preferências e necessidades dos alunos. Para verificar a viabilidade prática do trabalho quanto à utilização do ambiente por meio do uso de dispositivos móveis foi realizado um estudo de caso, que demonstrou que apesar das tecnologias móveis permitirem a realização da maioria das ati- vidades propostas, existem ainda algumas limitações tecnológicas que dificultam a utilização desses dispositivos no contexto educacional. Ao mesmo tempo, foi realizada uma análise com- parativa entre os diversos visualizadores de mundos virtuais disponíveis, apontando vantagens e desvantagens, considerando aspectos de processamento, recursos disponibilizados e tipos de arquivos suportados. Por fim, foi realizado um estudo Não-Experimental utilizando uma Ar- quitetura Pedagógica, que serviu como base para a utilização e avaliação do ambiente por uma turma de 25 alunos da disciplina de Redes de Computadores do Curso de Ciência da Computa- ção da Universidade Federal de Santa Maria. Os resultados obtidos durante a avaliação com os alunos atenderam as expectativas, alcançando uma classificação “Excelente” na escala do teste de usabilidade SUS, bem como um aumento considerável na média obtida na elaboração dos mapas conceituais após a utilização do TCN5, um indício de que o ambiente auxiliou, pelo me- nos em parte, na construção do conhecimento dessa turma, apesar das limitações e dificuldades encontradas durante o seu desenvolvimento. Palavras-chave: Ensino de Redes de Computadores. Mundos Virtuais. Ambientes Virtuais Imersivos. Computação Sensível ao Contexto. U-Learning. ABSTRACT Master’s Dissertation Post-Graduate Program in Informatics Federal University of Santa Maria TCN5 - TEACHING COMPUTER NETWORKS IN A FREE IMMERSIVE VIRTUAL ENVIRONMENTT AUTHOR: GLEIZER BIERHALZ VOSS ADVISOR: ROSECLEA DUARTE MEDINA Defense Place and Date: Santa Maria, February 27th, 2014. Teaching technical themes in the area of Computer Networks involves difficult concepts to be understood in the traditional educational way, i.e. statically. At the same time, techno- logical advances have created many opportunities in education, requiring the development of new pedagogical practices that contribute to the process of teaching and learning. The creation of immersive virtual environments and the addressing of issues
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