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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2014.tde-26122014-154342
Document
Author
Full name
Eunice Pereira dos Santos Nunes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Marques, Fátima de Lourdes dos Santos Nunes (President)
Brandão, Leonidas de Oliveira
Kenski, Vani Moreira
Nakamura, Ricardo
Nedel, Luciana Porcher
Title in Portuguese
Um método para avaliar a aquisição de conhecimento em ambientes virtuais de aprendizagem tridimensionais interativos.
Keywords in Portuguese
Ambientes virtuais de aprendizagem
Aquisição de conhecimento
Avaliação da aprendizagem
Realidade aumentada
Realidade virtual
Abstract in Portuguese
Com a popularização de ferramentas computacionais aplicadas ao ensino e o advento da Web 2.0, os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs) evoluíram com os recursos proporcionados pelas tecnologias de Realidade Virtual (RV) e Realidade Aumentada (RA), surgindo os AVAs tridimensionais (3D), amplamente adotados em diversos domínios de conhecimento. Aliado a este avanço, o processo de aquisição de conhecimento em AVAs 3D tem sido alvo de pesquisas a fim de que tal aspecto seja considerado na concepção dos ambientes virtuais. Uma discussão que é delineada neste contexto se refere à contribuição que os AVAs 3D efetivamente oferecem para a aquisição de conhecimento do aprendiz e como é possível avaliar tal aprendizado. Estudos têm demonstrado que os métodos amplamente aplicados para avaliação da cognição nos AVAs 3D têm feito uso intensivo de preenchimento de questionários, aplicados fora dos AVAs. É possível perceber ainda que os instrumentos de avaliação aplicados nos AVAs 3D não incorporam no processo de avaliação as próprias tecnologias interativas disponíveis no ambiente. Sendo assim, o propósito inicial desta pesquisa é identificar o processo de aquisição de conhecimento nos AVAs 3D, como também os métodos existentes para avaliar se ocorre de fato a aquisição de conhecimento e em que grau ela ocorre. A partir deste estudo, o objetivo deste trabalho é definir uma metodologia para avaliar a aquisição de conhecimento, usando as próprias tecnologias interativas disponíveis nos AVAs 3D, de forma inovadora, em complementação aos questionários amplamente empregados como instrumentos de avaliação. Além da proposição do método conceitual, foi definida uma arquitetura e implementado um sistema computacional capaz de registrar as interações dos usuários em AVAs 3D, de forma não intrusiva à aplicação. Também foi sugerido um modelo matemático que propõe a avaliação da aprendizagem sem a necessidade de execução de provas de conhecimento. Experimentos foram conduzidos para avaliar cada uma das fases do modelo. Os resultados dos experimentos mostraram que é factível avaliar a aquisição de conhecimento dentro de contextos pré-determinados e que há indícios de que alguns tipos de interações do usuário com os AVAs mantêm correlação com o nível de aprendizado do usuário.
Title in English
A method to assess knowledge acquisition in interactive three-dimensional virtual learning environments.
Keywords in English
Augmented reality
Knowledge acquisition
Learning assessment
Learning virtual environment
Virtual reality
Abstract in English
The popularization of computational tools applied to teaching and the advent of Web 2.0 have led to the advancement of Virtual Learning Environments (VLE) through resources rendered by Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) technologies, leading to the emergence of Tridimensional VLEs (3D), which are widely employed in diverse fields of knowledge. In alliance with this advancement, the 3D VLE knowledge acquisition process has been the object of research studies which consider the conception of virtual environments. One of the discussions outlined in this context refers to the contribution that 3D VLEs effectively offer for knowledge acquisition and how it is possible to evaluate this learning process. Studies have demonstrated that methods widely employed for assessing cognition in 3D VLEs have made intense use of questionnaire application outside VLEs. It is possible to perceive that, in the evaluation process, the assessment tools applied in 3D VLEs do not incorporate the same interactive technologies available in the environment. Thus, the initial aim of this research is to identify the knowledge acquisition process in 3D VLEs, as well as existing methods for assessing if knowledge acquisition actually occurs and to which degree it occurs. From this study, the aim of the research is to define a method for assessing knowledge acquisition employing the same interactive technologies available in 3D VLEs, in an innovative manner, complementing widely used questionnaires as assessment tools. In addition to the suggestion of the conceptual method, an architecture was defined and a computational system capable of registering user interactions in 3D VLEs was implemented, in a non intrusive form of application. A mathematical model that offers learning assessment without the need of knowledge tests was also suggested. Experiments were conducted to evaluate each phase of the model. The results of the experiments show that it is feasible to evaluate knowledge acquisition within predetermined contexts and that there is evidence that some types of user interactions with VLEs are correlated with the user's learning level.
 
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Tese_Eunice_Nunes.pdf (8.65 Mbytes)
Publishing Date
2015-01-14
 
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