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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Anderson da Silva Marcolino
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Barbosa, Ellen Francine (Presidente)
Andrade, Rossana Maria de Castro
Branco, Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo
Brandao, Leonidas de Oliveira
Título em português
Uma infraestrutura de apoio ao desenvolvimento de aplicações educacionais móveis para o ensino e aprendizagem de fundamentos de programação
Palavras-chave em português
Aprendizagem móvel
Engenharia de software baseada em reúso
Fundamentos de programação
Linhas de produto de software
Resumo em português
A importância das disciplinas de programação nas grades curriculares de cursos de computação, tanto no contexto nacional como internacional e as limitações e problemas apresentados em tais disciplinas, tem levado a um esforço significativo em pesquisas na área da Informática na Educação para propor soluções de software no domínio de ensino e aprendizagem de programação, com destaque para a adoção de soluções para a modalidade de aprendizagem eletrônica (e-learning). No entanto, é possível notar limitações nas pesquisas já conduzidas, principalmente em relação à quantidade ainda reduzida de estudos que adotam a aprendizagem móvel (m-learning) como modalidade para ensinar a programar. Observa-se, ainda, a incipiência de pesquisas que adotam metodologias provenientes da Engenharia de Software baseada em Reúso para apoiar o processo de criação de produtos de software educacionais. A adoção de tais metodologias pode permitir uma variação maior de produtos educacionais, permitindo o desenvolvimento de modo a atender um maior número de professores, instituições e domínios. Neste contexto, esta pesquisa de doutorado tem como objetivo propor e desenvolver uma infraestrutura para o desenvolvimento de aplicações educacionais móveis para o ensino de fundamentos de programação a serem utilizadas em nível superior. Para isso, diferentes soluções já existentes foram avaliadas permitindo a criação de um catálogo de requisitos educacionais móveis que serviu de artefato para o estabelecimento de uma arquitetura de linha de produtos de software (LPS) e de uma ferramenta de apoio, intitulada TANGRAM (an infrasTructure to support the development of mobile leArning applicatioNs for the teachinG and leaRning of progrAMming fundamentals), que permite a criação facilitada dos produtos dessa linha. Adicionalmente, um conjunto inicial de funcionalidades para a plataforma móvel foi desenvolvido. Para verificar a viabilidade do uso de tal infraestrutura, diversas avaliações foram conduzidas nas diferentes etapas de concepção da mesma. Ao final, foram observadas evidências preliminares de que a LPS e a ferramenta TANGRAM possibilitam a criação de aplicações educacionais móveis para serem utilizadas na mitigação de problemas no ensino e aprendizagem de fundamentos programação. Além de contribuições complementares referentes ao catálogo de requisitos para aplicações educacionais móveis, as escolhas metodológicas e tecnológicas na concepção do projeto arquitetural, e um conjunto de gestos de interação para telas sensíveis ao toque a integrar as aplicações educacionais, que possibilitam a condução de trabalhos futuros na exploração dos mesmos no que se refere à mitigação de problemas no ensino e aprendizagem de fundamentos programação.
Título em inglês
An Infrastructure to Support the Development of Mobile Learning Applications for the Teaching and Learning of Programming Fundamentals
Palavras-chave em inglês
Mobile learning
Programming fundamentals
Reuse-based software engineering
Software product lines
Resumo em inglês
The importance of programming disciplines in computer curricula courses worldwide has increasing the efforts of researches in informatics in education area to propose software for the mitigation of problems in programming domain, highlighting the adoption of electronic learning solutions (e-learning). Meanwhile, it is possible to identify limitations in researches that adopting other learning modalities, as mobile learning modality (m-learning) for teaching of programming. Furthermore, it is also noticed a lack of adoption of reused-based software engineering methodologies, for supporting the process of development of educational software for programming domain, in special, software product lines (SPL).The adoption of such methodologies may allow a higher variation of educational products and a higher support for a greater number of professors and institutions. In this perspective, this doctoral research aimed at the establishment of an infrastructure to support the development of m-learning applications for the teaching of programming fundamentals in undergraduates courses. For that, several software solutions in programming domain were analysed allowing the creation of a m-learning requirement catalog. Such catalog was used as the main artifact for the establishment of an SPL and a support tool entitled TANGRAM (an infrasTructure to support the development of mobile leArning applicatioNs for the teachinG and leaRning of progrAMming fundamentals). The tool was proposed to facilitate the creation of applications considering the SPLs artifacts and their management. Additionally, an initial set of features for the mobile learning applications were developed, e.g., a catalog of gestures. To investigate the viability in the use of such infrastructure, several evaluations were conducted in each phase of conception of the SPL. At the end, preliminar positive evidence indicates that both LPS and TANGRAM tool may allow the develpment of m-learning applications for the mitigation of problems in the teaching and learning of programming fundamentals. Besides, contributions related with the m-learning requirement catalog, the methods and technologies selected for the conduction of the architectural project, and a set of gesture for touchscreen interfaces were also identified, resulting in an infrastructure which may be better investigate and adopted to improve the processes of teaching and learning in the programming fundamentals domain.
 
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Data de Publicação
2019-08-23
 
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