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Title in Portuguese: UFC-Inventor: um ambiente para modelagem e geração de aplicações para Aulas de Campo Ubíquas
Title: UFC-Inventor: an environment for modeling and generating applications for Ubiquitous Field Classes
Author: Barros Filho, Edgar Marçal de
Advisor(s): Andrade, Rossana Maria de Castro
Co-advisor(s): Carvalho, Windson Viana de
Keywords: Ubiquitous learning
Desenvolvimento dirigido por modelos
Aulas de campo ubíquas
Aplicações multiplataformas
Issue Date: 2016
Citation: BARROS FILHO, Edgar Marçal de. UFC-Inventor: um ambiente para modelagem e geração de aplicações para Aulas de Campo Ubíquas. 2016. 165 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
Abstract in Portuguese: As aulas de campo promovem o espírito científico dos alunos por meio do aumento da capacidade de observação e descoberta em diversas áreas do conhecimento. Ao incorporar tecnologias ubíquas, como sensores e atuadores, nas aulas de campo (aqui denominadas Aulas de Campo Ubíquas), estas apresentam benefícios quando comparadas às tradicionais. Entretanto, o desenvolvimento de sistemas ubíquos impõe desafios, tais como: tratamento de forma transparente da heterogeneidade dos dispositivos; ausência de infraestrutura de comunicação fixa; dinamicidade dos elementos computacionais do ambiente; e o suporte à mobilidade dos usuários. Em levantamento bibliográfico realizado, não foi encontrada uma ferramenta que possibilitasse a modelagem e a geração de aplicações multiplataforma para aulas de campo ubíquas voltadas aos profissionais de ensino com pouco ou nenhum conhecimento sobre programação. Sendo assim, esta tese propõe um ambiente computacional, composto por uma linguagem de modelagem e dois sistemas integrados, para favorecer a utilização das tecnologias ubíquas em aulas de campo: o Ubiquitous Field Classes Inventor (UFC-Inventor). Com este ambiente, profissionais de ensino podem criar modelos gráficos de suas aulas de campo e, a partir deles, gerar aplicações ubíquas multiplataforma para serem usadas pelos alunos em campo. A construção do ambiente foi iniciada a partir da realização de um mapeamento sistemático com artigos que relatavam experiências sobre o uso das tecnologias ubíquas na educação. De acordo com esse levantamento, foi identificado um conjunto de requisitos essenciais para as aulas de campo ubíquas. Considerando esses requisitos, esta tese apresenta o UFC-Inventor e seus componentes: a ML4UL (Modeling Language for Ubiquitous learning), uma linguagem específica de domínio, cuja especificação é aberta e reutilizável, voltada para representação das aulas de campo ubíquas; o módulo UFC-GLM, para modelagem gráfica das aulas de campo com recursos de computação ubíqua; e, o módulo UFC-Generator, que possibilita a geração das aplicações ubíquas para diferentes sistemas operacionais. Para validar o ambiente, foi realizada uma avaliação com cinco professores sobre a usabilidade do ambiente e um estudo de caso em uma aula de campo com dezessete alunos. Considerando a análise das respostas aos questionários aplicados com os usuários e o funcionamento do ambiente no estudo de caso, os resultados sugerem a aceitação do ambiente e indicam a execução adequada do UFC-Inventor.
Abstract: Field trips (or field classes) promote the scientific spirit of the students by increasing the ability of observation and discovery in various areas of knowledge. By incorporating ubiquitous technologies, such as sensors and actuators, in the field classes (here called Ubiquitous Field Classes), they show benefits when compared to traditional classes. However, the development of ubiquitous systems has challenges, such as seamless treatment of the devices heterogeneity; absence of fixed communication infrastructure; dynamics of the computational elements of the environment; and support for user mobility. In the literature review, we have not found a tool that enables modeling and generation of cross-platform applications for ubiquitous field classes aimed at teaching professionals with little or no knowledge of programming. This document presents a doctoral thesis that consists of a computational environment called the Ubiquitous Field Classes Inventor (UFC-Inventor), which comprises of a modeling language and integrated systems. Together, they enhance the use of ubiquitous technologies in field classes. Thus, teaching professionals can create graphical models of their field classes and, from it, generate cross-platform ubiquitous applications to be used by students. First, we conducted a systematic mapping study with articles on experiences on the use of ubiquitous technology in education. From this survey, we identified some important requirements for ubiquitous field classes. From them, we designed and implemented the UFC-Inventor and its components. The first component is the ML4UL (Modeling Language for Ubiquitous Learning), a domain specific language focused on representation of ubiquitous field classes through an open and reusable specification. The UFC-GLM module, indeed, allows graphic modeling of the field classes with ubiquitous computing resources. The third module is the UFC-Generator, which is responsible for generating the ubiquitous applications. We carried out an evaluation of UFC Inventor with five teachers aim at verifying the usability of the environment. Also, we implemented a case study in the field with seventeen students. The results of both evaluation experiments suggest the acceptance of the UFC-Inventor and indicate that its execution has occurred correctly.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/23533
metadata.dc.type: Tese
Appears in Collections:DCOMP - Teses defendidas na UFC

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