Área de concentração: 55134 - Ciências de Computação e Matemática Computacional

Criação: 27/11/2017

Nº de créditos: 12

Carga horária:

Teórica
Por semana
Prática
Por semana
Estudos
Por semana
Duração Total
3 0 9 15 Semanas 180 Horas

Docentes responsáveis:

Ellen Francine Barbosa
Seiji Isotani


Objetivos:

Oferecer os fundamentos pedagógicos e computacionais para o desenvolvimento sistemas educacionais avançados. Espera-se que o aluno obtenha conhecimentos sobre como as diversas áreas da computação contribuem para resolver problemas educacionais (e.g. geração de conteúdo, tutoria inteligentes e avaliação automática) e como a área da educação pode favorecer o avanço da pesquisa e desenvolvimento na área de computação (e.g. novos algoritmos, melhores interfaces e técnicas de interação humano-computador, etc). Ao final da disciplina o aluno deverá ser capaz de mapear e implementar aspectos instrucionais e pedagógicos em sistemas computacionais. O aluno também será capaz de analisar e desenvolver sistemas educacionais e objetos de aprendizagem utilizando o estado da arte da tecnologia vigente para diferentes domínios do conhecimento (e.g. matemática, português ou computação). Espera-se também que o aluno trabalhe as habilidades de especificar, prototipar, analisar, projetar, implementar, testar e avaliar sistemas educacionais avançados em situações reais de uso. O aluno também deve ser capaz de realizar pesquisas científicas dentro desta temática.


Justificativa:

A demanda por formação e capacitação de pessoal, tanto no meio acadêmico como no âmbito empresarial, tem impulsionado a pesquisa em temas relacionados à educação nas mais variadas áreas de atuação, com destaque nas áreas de engenharia, computação e matemática. Objetivando viabilizar e facilitar o processo de ensino e aprendizagem, vários aspectos devem ser investigados. A definição de mecanismos adequados à autoria e apresentação de conteúdos educacionais, incluindo o estabelecimento de recursos para avaliação e acompanhamento do aprendiz e apoio à condução de atividades práticas, têm sido explorados a fim de fornecer subsídios ao estabelecimento de ambientes efetivos de aprendizagem. Ainda, o desenvolvimento e uso de novas tecnologias de informação e comunicação têm alterado de forma significativa o cenário educacional. Neste contexto, as possibilidades de desenvolvimento e aplicação das tecnologias da computação visam favorecer a construção de novos ambientes de ensino e difusão, contribuindo de maneira efetiva para o estabelecimento de novas formas de pensar, ensinar e aprender.
Grandes empresas de tecnologia e institutos de pesquisa possuem grupos de pesquisa e temas específicos na área de sistemas educacionais avançados. Entre as diversas iniciativas destacamos o MIT Open Courseware, MIT center for Mobile Learning, CMU LearnLab, Microsoft Technology Transforming Education Group, IBM Education for Smart Planet. Além disso, o ICMC é sede do Centro de Ensino e Treinamento do INCT-SEC e do recém criado Laboratório de Computação aplicada à Educação e Tecnologia Social Avançada. Ambos tem como proposta o desenvolvimento de novas tecnologias (e.g. algoritmos, ferramentas, métodos e processos) para promover a inovação nas formas de ensinar e aprender em diferentes domínios do conhecimento. Atualmente, projetos financiados pelo CNPq, CAPES e FAPESP estão sendo executados dentro deste tema e pesquisas estão sendo realizadas por alunos em nível de graduação (iniciação científica) e pós-graduação (mestrado e doutorado).
Com a grande expansão da tecnologia no cotidiano escolar, tanto no Brasil quanto em outras partes do mundo, existe uma carência de profissionais capacitados para planejar e implementar softwares educacionais avançados devido a necessidade de conhecimento interdisciplinar que abrange áreas de computação, educação, engenharia e psicologia. Esse conhecimento é fundamental para desenvolver pesquisas e softwares que atendem as necessidades dos envolvidos (e.g. professores, educadores, alunos, escolas, governo, etc). Assim, espera-se que essa disciplina ofereça os conceitos básicos necessários para que os alunos do ICMC, tanto de graduação quanto de pós-graduação, estejam preparados e qualificados para atuar nessa área em crescente expansão.


Conteúdo:

Fundamentos básicos sobre teorias instrucionais, educacionais e da aprendizagem humana. Engenharia de Software Educacional (métodos e processos para desenvolvimento de sistemas educacionais, linhas de produto para autoria de conteúdo, etc). Educação a Distância. Aprendizagem Colaborativas com Suporte Educacional (CSCL). Objetos de aprendizagem. Desenvolvimento de jogos educacionais. Aprendizagem móvel (mlearning) e ubíqua. Usabilidade e IHC para sistemas educacionais. Mineração de dados educacionais. Sistemas tutores inteligentes. Inteligência Artificial na Educação. Web Social e Web Semântica (e.g. ontologias) na Educação. Computação efetiva em sistemas educacionais. Tecnologia e empreendedorismo social. Metodologia de pesquisa científica para o planejamento, implementação e validação (definição de experimentos e análise de dados) de software educacional.


Forma de avaliação:

Método: exposição seguida de exercícios e trabalhos práticos executados durante as aulas expositivas e no laboratório
Critério: provas, projetos e exercício


Observação:

Nenhuma.


Bibliografia:

Fundamentais:
Jornada de Atualização em Informática na Educação, ISSN:2316-7734, http://www.br-ie.org/pub/index.php/pie/
Tchounikine, P. Computer Science and Educational Software Design: A Resource for Multidisciplinary Work in Technology Enhanced Learning, Springer, 2011 ISBN-13: 978-3642200021
R. Sottilare, A. Graesser, X. Hu, A. Olney, B. Nye, and A. Sinatra (Eds.). (2016). Design Recommendations for Intelligent Tutoring Systems (vol. 1-4) FL: U.S. Army Research Laboratory. ISBN 978-0-9893923-9-6. Available at: https://gifttutoring.org/documents/

Complementares:
Devedžic, V. Semantic Web and Education, Elsevier, 2006 ISBN 978-0-387-35416-
Pimentel, M. & Fuks, H. Sistemas Colaborativos, Elsevier, 2011 ISBN-13: 978-85-352-4669-8
Romiszowski, A. J. Designing Instructional Systems. Routledge, 1984 ISBN-13: 978-0893971816
Woolf, B. Building intelligent interactive tutors. Morgan Kauffman, 2008. ISBN-13: 978-0123735942
Nkambou, R., Mizoguchi, R., Bourdeau, J. Advances in Intelligent Tutoring Systems. Springer, 2010 ISBN 978-3-642-14362-5

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