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Tipo: Tese
Título: Ensino de Engenharia via e-learning: relação entre uso de simuladores, ambiente virtual e design instrucional do conteúdo
Autor(es): Araújo, Régia Talina Silva
Orientador: Medeiros, Fátima Nelsizeuma Sombra de
Palavras-chave: Teleinformática;Engenharia - Estudo e ensino;Ensino à distância;Software educacional;Engineering education;Statistical analysis;Instructional content design
Data do documento: 2017
Citação: ARAÚJO, R. T. S. Ensino de Engenharia via e-learning: relação entre uso de simuladores, ambiente virtual e design instrucional do conteúdo. 2017. 126 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Resumo: O objetivo central desta pesquisa é aferir estatisticamente a eficácia da aprendizagem em cursos e-learning na área de engenharia. Nessa perspectiva, delineou-se a seguinte questão de pesquisa: os recursos educacionais disponíveis em cursos on-line na área de engenharia, como Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), o Design Instrucional do Conteúdo e Simulações impactam na eficácia de aprendizagem? Para cumprir o objetivo detsa investigação, observamos a utilização desses recursos de aprendizagem em duas turmas de cursos a distância: em uma turma piloto do curso de Eletrotécnica ofertado por uma instituição federal de ensino tecnológico, inserida na rede Escola Técnica Aberta do Brasil - E-TEC Brasil, na disciplina Sistemas Elétricos de Potência; em outra turma de um curso de extensão Processamento de Imagens e Reconhecimento de Padrões utilizando Python/Numpy – PIRP. Como procedimentos, na disciplina do curso de Eletrotécnica, além da análise do AVA e do design instrucional do conteúdo, foi observado o uso de um simulador interativo, desenvolvido a partir de técnicas de realidade virtual e teorias de aprendizagem de base cognitiva, para treinamento na área de distribuição de energia. No PIRP foram analisados também o AVA e o design instructional de conteúdo e foram observadas simulações de programação disponíveis no ambiente Adessowiki. Além disso, foi aplicado um instrumento de avaliação aos alunos dos dois cursos. Para testar a eficácia da aprendizagem, foram utilizados métodos estatísticos na análise dos instrumentos, quais sejam: estatística descritiva, análise de componentes principais (ACP), análise de confiabilidade e análise de correlação canônica (ACC). Os resultados da análise estatística comprovaram a importância dos três recursos educacionais investigados na aprendizagem. Na análise da estatística descritiva foi criado um índice de representatividade de cada questão por recurso educacional testado, a partir de que podem ser observadas características relevantes a serem consideradas em cursos ofertados na modalidade a distância na área de engenharia. Outra contribuição da análise descritiva foi o uso da matriz de independência aplicada aos dados coletados, pois permitiu identificar oportunidades de melhoria da satisfação do estudante, ilustrando pontos fortes e fragilidades institucionais. Na análise multivariada, através da correlação canônica com os dados do curso PIRP, verificamos a contribuição positiva de dois grupos, advindos da aplicação ACP: Funcionalidade do AVA e Design de Conteúdo e Simulações na eficácia de aprendizagem.
Abstract: The main objective of this research is to statistically assess the learning effectiveness in e-learning engineering courses. Given this context, the following research question was outlined: Do educational resources available in on-line engineering courses, such as Virtual Learning Environment (VLE), Design of Content and simulations, impact on learning effectiveness? To fulfill this objective, we have observed these learning resources in two classes of distance learning courses: a pilot team electrical-engineering course offered by a Federal institute of technological education, part of the Brazilian Open-Tech-School Network E-TEC Brazil, in the discipline of Electric Power Systems; and an extension course on Image Processing and Pattern Recognition using Python / NumPy – PIRP. As a procedure, the use of an interactive simulator was observed in the respective discipline of the Electrotechnical course, as well as the AVA analysis and instructional content design. The development of the simulator was based on virtual reality techniques and cognitive-learning-basis theories, in order to provide training courses in power distribution theme. In PIRP, AVA and instructional content design were also analyzed, and programming simulations available in Adessowiki environments were observed. An evaluation instrument was also applied to the students of both courses. In order to test the effectiveness learning of these resources, we have used the following statistical methods: descriptive and multivariate statistics, namely the principal component analysis (PCA), as well as reliability analysis and canonical correlation analysis (CCA). The results of the statistical analysis confirmed the importance of the three investigated educational resources for learning effectiveness. In this research, we introduced descriptive statistical analysis in terms of a representative index for each question of the educational resource under test. Thus, it possible to observe relevant characteristics to be considered in online engineering courses. Another important contribution of the descriptive statistical analysis is that it enabled identifying opportunities to increase student satisfaction by illustrating institutional strengths and weaknesses. The multivariate analysis by canonical correlation over PIRP course data confirmed the positive contribution of the tested resources through AVA Functionality, Design of Content and Simulations in the effectiveness learning.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/48095
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