Ambientes físico-virtuais de aprendizagem

Abstract

O avanço tecnológico dos últimos anos ocasionou mudanças na maneira como as pessoas se relacionam. Dispositivos computacionais, sensores e atuadores se fazem presentes na vida das pessoas atualmente, de maneira que os mundos físico e virtual se misturam. Propostas de sistemas físico-cibernéticos (Cyber-Physical Systems ou CPS) surgem com o intuito de integrar os sistemas computacionais com objetos do mundo físico. Neste novo contexto, as discussões dos impactos tecnológicos nos ambientes escolares são importante, estabelecendo novas áreas de pesquisa, como ensino eletrônico, educação à distância, aprendizagem móvel e aprendizagem ubíqua. Dentro dessas áreas, os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs), que são sistemas computacionais disponíveis na internet, destinados ao suporte de atividades mediadas pelas tecnologias de informação e comunicação, são bastante utilizados e estudados. Esses ambientes podem ser identificados por uma série de características que envolvem interação entre alunos e professores, oportunidades de socialização e concepção de informação, propostas pedagógicas, representação do espaço virtual, entre outras. No entanto, os AVAs costumam apresentar possibilidades restritas de lidar com as informações do mundo físico. Esta tese tem como foco a integração de elementos reais/físicos em AVAs, através de interfaces humano-computador avançadas. Para tanto, propõe-se a definição de Ambientes Físico- Virtuais de Aprendizagem, discutindo suas características e um modelo conceitual de referência. Por fim, a plataforma Toogle, proposta para implementação de sistemas físicocibernéticos, é aprimorada e utilizada no desenvolvimento desses novos espaços.

Technological advances in recent years has brought about changes in the way people relate. Computing devices, sensors and actuators are present in the in people's lives today, in a way that the physical and virtual worlds mix. Proposals of Cyber-Physical Systems (CPS) arise in order to integrate computer systems with the physical world objects.In this new context, discussions about technological impacts on school environments are important, establishing new areas of research, such as e-learning, distance education, mobile learning and ubiquitous learning. Within these areas, the Virtual Learning Environments (VLEs), which are computer systems available on the Internet, intended to support activities mediated by information and communication technologies, are widely used and studied. These environments can be identified by a number of features that involve interaction between students and teachers, socialization opportunities, educational proposals, representation of virtual space, among others. However, VLEs often have limited possibilities to deal with the information of the physical world. This dissertation focuses on the integration of real / physical elements in VLEs, through advanced human-computer interfaces. We propose the definition of Cyber-Physical Learning Environments, discussing their characteristics and a reference conceptual model. Finally, the Toogle plataform, proposed to implement cyber-physical systems, is enhanced and used to develop these new spaces.