In recent decades, geographic barriers no longer exist, communication has become faster and affordable and technological tools expanded the power of human information processing, leading to profound economic, social and cultural transformations. Thus, Information and Communication Technologies received critical role in a society that communicates, negotiates and learns "in network", however educational approaches adopted in schools and universities are still lagged. New constructivist teaching techniques such as Project-Based Learning and computational tools like Virtual Learning Environments are researched and experimented, suggesting educational project management through cyberspace as a possible educational approach that promotes the construction of knowledge by the learners themselves collaboratively and overcoming geographical constraints. This dissertation analyzes the Virtual Learning Environment Moodle to support the technique of Project-Based Learning and presents a software architecture for the educational project management like an environment that enables learning of more autonomous and collaborative way. / Nas últimas décadas, barreiras geográficas deixaram de existir, a comunicação tornou-se mais veloz e acessível e ferramentas tecnológicas ampliaram o poder de processamento humano das informações, levando a profundas transformações econômicas, sociais e culturais. Assim, Tecnologias da Informação e Comunicação receberam papel fundamental em uma sociedade que se comunica, negocia e aprende "em rede", entretanto abordagens educacionais adotadas nas instituições de ensino ainda se encontram defasadas. Novas técnicas de ensino construtivistas como a Aprendizagem Baseada em Projetos e ferramentas computacionais como os Ambientes Virtuais de Aprendizagem são pesquisadas e experimentadas, apontando a gestão de projetos educativos por meio do ciberespaço como uma possível abordagem educacional capaz de promover a construção do conhecimento pelos próprios aprendizes de forma colaborativa e superando restrições geográficas. Esta dissertação analisa o Ambiente Virtual de Aprendizagem Moodle como suporte à técnica de Aprendizagem Baseada em Projetos e apresenta uma arquitetura de software para a gestão de projetos educativos como um ambiente que permita a aprendizagem de forma mais autônoma e colaborativa.

Esta tese investiga a construção e o uso de um ambiente virtual de aprendizagem para um curso de graduação. Seu o objetivo é compreender como se constituem as trocas interindividuais (autopoiese e processos sociocognitivos) nesse ambiente. A opção teórica para estudar esses processos é a Epistemologia Genética de Jean Piaget e a Biologia do Conhecimento de Humberto Maturana. Esta investigação possui um caráter exploratório, em que o delineamento metodológico é dado pelo estudo de caso. O primeiro estudo analisa o processo auto-organizativo e sociocognitivo do grupo, utilizando um software de análise qualitativa. O segundo estudo faz um mapeamento do processo cognitivo, sociocognitivo e metacognitivo de três sujeitos que interagiram no ambiente. Os resultados apontam para a constituição de duas redes que expressam o movimento autopoiético e sociocognitivo do grupo, sendo a primeira, denominada “rede de trocas cooperativas e autopoiéticas” e, a segunda, “rede de identidade e vínculo”. As conclusões indicam que a estratégia de Tarefas Convergentes favoreceu as trocas comunicativas num movimento de descentração, reciprocidade e auto-organização. Além disso, a pesquisa sugere que um futuro desenvolvimento do ambiente pode acrescentar recursos que possibilitem estudos e avaliações de aspectos específicos, tanto do ambiente virtual, como de novos resultados da aprendizagem. / This thesis investigates the construction and use of a virtual learning environment for a university course. It aims to comprehend how the inter-individuals exchanges (auto-poiese and socio-cognitive processes) are constituted in that environment. The theoretical option to study those processes is the Genetic Epistemology by Jean Piaget and the Biology of the Knowledge by Humberto Maturana. This investigation has an exploratory aspect, in which the methodological outline is given by study case. The first study analyzes the self-organizative and the socio-cognitive process of the group using a software of qualitative analysis. The second study makes a mapping of the cognitive, socio-cognitive and metacognitive process of three subjects that interacted in the environment. The results point out the constitution of two nets that express the auto-poietic and socio-cognitive moviment of the group, being the first named “network of cooperative and auto-poietic exhanges” and the second, “network of identity and link”. The conclusions point out that the Strategy of Convergent Tasks favored the communicative exchanges in a movement of descentration, reciprocity and self-organization. Besides, the research suggests that a future development of environment may add resources that make studies and assessment of specific aspects possible, both of the virtual environment, and of the new results of the learning. / Esta tesis investiga la construcción y el uso de un ambiente virtual de aprendizaje para un curso de graduación. Su objetivo es comprender como se constituyen los intercambios entre individuos (auto poiesis y procesos socio cognitivos) en ese ambiente. La opción teórica para estudiar estos procesos es la Epistemología Genética de Jean Piaget y la Biología del Conocimiento de Humberto Maturana. Esta investigación posee un carácter exploratorio; en el que el delineamiento metodológico es dado por el estudio de caso. El primer estudio analiza el proceso auto organizador y socio cognitivo del grupo utilizando un software de análisis cualitativa. El segundo estudio hace un plano detallado del proceso cognitivo, socio cognitivo y meta cognitivo de tres sujetos que se interrelacionaron en el ambiente. Los resultados apuntan la constitución de dos redes que expresan el movimiento auto poético y socio cognitivo del grupo, siendo la primera denominada “red de intercambios cooperativos y auto poéticos” y la segunda, “red de identidad y vínculo”. Las conclusiones apuntan que la estrategia de Tareas Convergentes favorece los intercambios comunicativos en un movimiento de descentralización, reciprocidad y auto organización. Además la pesquisa sugere que un futuro desarrollo del ambiente puede agregar recursos que posibiliten estudios y evaluaciones de aspectos específicos, tanto del ambiente virtual, como de los nuevos resultados del aprendizaje.

Este trabalho apresentará estudos referentes a uma proposta de arquitetura para ambientes computacionais de suporte à colaboração para auxiliar o ensino e o treinamento em áreas multidisciplinares de engenharia de controle e automação. A motivação provém de evoluções de tecnologias da Web, redes sociais, ambientes virtuais, e mundos virtuais 3D que proporcionam sucessivas possibilidades inovadoras de emprego de tecnologia no ensino. Estas tecnologias podem ser usadas no ensino à distância ou de forma complementar (ensino híbrido) ao ensino-aprendizagem tradicional. O emprego de ambientes computacionais virtuais como incubadores para o desenvolvimento e criação de uma infinidade de materiais educacionais e didáticos torna-se crescentemente frequente na comunidade científica ao passo que instituições de ensino percebem o potencial desta iniciativa. A colaboração virtual entre estudantes dispersos geograficamente e a cooperação entre instituições de ensino diversas são indicadores do avanço destas metodologias. À medida que ambientes virtuais evoluem, podem-se empregar cada vez mais funcionalidades e tecnologias a este complemento ou ferramenta de ensino. É sabido que a prática laboratorial é de suma importância para aprendizagem de áreas tecnológicas, como a engenharia elétrica. Maneiras de expandir esta prática aliada a outras técnicas altamente defendidas na comunidade científica serão abordadas neste estudo, que sucede a um trabalho anterior do autor, no qual é proposto a conjunção de componentes de automação simulados com reais de forma a expandir cenários didáticos. A automação destes ambientes voltados ao ensino passa a se tornar real através de técnicas computacionais relacionadas a gerenciamento, monitoração e adaptação de conteúdo. Dentre as tecnologias e características englobadas pela arquitetura proposta estão: ambientes sociais, ambientes imersivos com visualização tridimensional (metaversos), tutoriamento virtual autônomo baseado em coleta de informações de interação, auxílio à colaboração de usuários, experimentos com componentes intercambiáveis de realidade mista e outras funcionalidades afins. De forma a propor uma implementação viável para este nicho de pesquisa foram desenvolvidos vários estudos de caso e um protótipo, chamado de 3D AutoSysLab, um ambiente imersivo virtual otimizado com ligações a experimentos de realidade mista, visualização de materiais educacionais e mídias interativas, auxílio à colaboração, e suporte à tutoriamento autônomo. Tanto testes do protótipo quanto a utilização dos estudos de caso serviram de validação experimental do trabalho. A validação da utilização ainda não se encontra completa embora resultados preliminares apontem a queda do índice de reprovação de estudantes da Engenharia Elétrica na UFRGS em uma determinada unidade curricular. O emprego de técnicas de acesso remoto além de proporcionar que instituições de ensino cooperem compartilhando recursos materiais/equipamentos também abre horizontes para a colaboração de estudantes entre instituições. Isso alavanca uma melhoria na qualidade do conjunto ensino-aprendizagem e também no emprego de recursos tecnológicos, o que pode, inclusive, representar uma alternativa econômica viável para a prática laboratorial. / This work will present studies towards a proposal of architecture for computer supported collaborative environments applied to enhance learning and training of multidisciplinary areas linked to automation and control engineering. Recent evolutions of Web technologies, social networks, virtual environments, and 3D virtual worlds motivate the adoption of new technologies in education, opening successive innovative possibilities. These technologies or tools can be used in distance education scenarios and/or can also enhance traditional learning-teaching (blended or hybrid learning scenario). The use of virtual environments as breeding grounds for creation and display of learning and didactical materials is a trend among educational institutes since they realized the potential of this endeavor. Physically dispersed and geographically distant students can collaborate in virtual learning environments as well as educational institutions, proving the advance of learning methodologies involving technology. New functionalities to this teaching and learning complementary tool can be added as virtual environments continually evolve. It is known and a wide advocated issue that laboratorial practice is essential to technical education, foremost in engineering. Expanding and obtaining the optimal results from this practice allied to other tools can be seen as the natural continuation of previous work from the author, in which is described a strategy to use mixed reality interchangeable components applied in didactic experiments to broaden learning scenarios. The automation of virtual learning environments is beginning to mature through computational techniques related to management, monitoring and content adaptation. In order to develop a feasible implementation to this research area, several case studies and a prototype were elaborated, the last called 3D AutoSysLab, in which a metaverse is used as interface, experiments are linked to virtual objects representations, learning objects are displayed in a simple way with interactive medias and simple collaboration and feedback is given through an autonomous tutoring system. The experimental validation was based on the use and evaluation of the prototype and his separated modules (case studies). Preliminary results showed that the failure rate, in a determined curriculum unit from the Electrical Engineering of UFRGS, has dropped and the student’s acceptance was very high in a blended learning scenario. The remote experimentation brings up the possibility to narrow different learning institutions in cooperation, this way sharing material resources (equipments) and closing up students. From cooperation and collaboration is expected a leveling and optimization of quality of the pair teaching-learning, as well as a better employment of economical resources.

Esta tese investiga a construção e o uso de um ambiente virtual de aprendizagem para um curso de graduação. Seu o objetivo é compreender como se constituem as trocas interindividuais (autopoiese e processos sociocognitivos) nesse ambiente. A opção teórica para estudar esses processos é a Epistemologia Genética de Jean Piaget e a Biologia do Conhecimento de Humberto Maturana. Esta investigação possui um caráter exploratório, em que o delineamento metodológico é dado pelo estudo de caso. O primeiro estudo analisa o processo auto-organizativo e sociocognitivo do grupo, utilizando um software de análise qualitativa. O segundo estudo faz um mapeamento do processo cognitivo, sociocognitivo e metacognitivo de três sujeitos que interagiram no ambiente. Os resultados apontam para a constituição de duas redes que expressam o movimento autopoiético e sociocognitivo do grupo, sendo a primeira, denominada “rede de trocas cooperativas e autopoiéticas” e, a segunda, “rede de identidade e vínculo”. As conclusões indicam que a estratégia de Tarefas Convergentes favoreceu as trocas comunicativas num movimento de descentração, reciprocidade e auto-organização. Além disso, a pesquisa sugere que um futuro desenvolvimento do ambiente pode acrescentar recursos que possibilitem estudos e avaliações de aspectos específicos, tanto do ambiente virtual, como de novos resultados da aprendizagem. / This thesis investigates the construction and use of a virtual learning environment for a university course. It aims to comprehend how the inter-individuals exchanges (auto-poiese and socio-cognitive processes) are constituted in that environment. The theoretical option to study those processes is the Genetic Epistemology by Jean Piaget and the Biology of the Knowledge by Humberto Maturana. This investigation has an exploratory aspect, in which the methodological outline is given by study case. The first study analyzes the self-organizative and the socio-cognitive process of the group using a software of qualitative analysis. The second study makes a mapping of the cognitive, socio-cognitive and metacognitive process of three subjects that interacted in the environment. The results point out the constitution of two nets that express the auto-poietic and socio-cognitive moviment of the group, being the first named “network of cooperative and auto-poietic exhanges” and the second, “network of identity and link”. The conclusions point out that the Strategy of Convergent Tasks favored the communicative exchanges in a movement of descentration, reciprocity and self-organization. Besides, the research suggests that a future development of environment may add resources that make studies and assessment of specific aspects possible, both of the virtual environment, and of the new results of the learning. / Esta tesis investiga la construcción y el uso de un ambiente virtual de aprendizaje para un curso de graduación. Su objetivo es comprender como se constituyen los intercambios entre individuos (auto poiesis y procesos socio cognitivos) en ese ambiente. La opción teórica para estudiar estos procesos es la Epistemología Genética de Jean Piaget y la Biología del Conocimiento de Humberto Maturana. Esta investigación posee un carácter exploratorio; en el que el delineamiento metodológico es dado por el estudio de caso. El primer estudio analiza el proceso auto organizador y socio cognitivo del grupo utilizando un software de análisis cualitativa. El segundo estudio hace un plano detallado del proceso cognitivo, socio cognitivo y meta cognitivo de tres sujetos que se interrelacionaron en el ambiente. Los resultados apuntan la constitución de dos redes que expresan el movimiento auto poético y socio cognitivo del grupo, siendo la primera denominada “red de intercambios cooperativos y auto poéticos” y la segunda, “red de identidad y vínculo”. Las conclusiones apuntan que la estrategia de Tareas Convergentes favorece los intercambios comunicativos en un movimiento de descentralización, reciprocidad y auto organización. Además la pesquisa sugere que un futuro desarrollo del ambiente puede agregar recursos que posibiliten estudios y evaluaciones de aspectos específicos, tanto del ambiente virtual, como de los nuevos resultados del aprendizaje.

In recent decades, geographic barriers no longer exist, communication has become faster and affordable and technological tools expanded the power of human information processing, leading to profound economic, social and cultural transformations. Thus, Information and Communication Technologies received critical role in a society that communicates, negotiates and learns "in network", however educational approaches adopted in schools and universities are still lagged. New constructivist teaching techniques such as Project-Based Learning and computational tools like Virtual Learning Environments are researched and experimented, suggesting educational project management through cyberspace as a possible educational approach that promotes the construction of knowledge by the learners themselves collaboratively and overcoming geographical constraints. This dissertation analyzes the Virtual Learning Environment Moodle to support the technique of Project-Based Learning and presents a software architecture for the educational project management like an environment that enables learning of more autonomous and collaborative way. / Nas últimas décadas, barreiras geográficas deixaram de existir, a comunicação tornou-se mais veloz e acessível e ferramentas tecnológicas ampliaram o poder de processamento humano das informações, levando a profundas transformações econômicas, sociais e culturais. Assim, Tecnologias da Informação e Comunicação receberam papel fundamental em uma sociedade que se comunica, negocia e aprende "em rede", entretanto abordagens educacionais adotadas nas instituições de ensino ainda se encontram defasadas. Novas técnicas de ensino construtivistas como a Aprendizagem Baseada em Projetos e ferramentas computacionais como os Ambientes Virtuais de Aprendizagem são pesquisadas e experimentadas, apontando a gestão de projetos educativos por meio do ciberespaço como uma possível abordagem educacional capaz de promover a construção do conhecimento pelos próprios aprendizes de forma colaborativa e superando restrições geográficas. Esta dissertação analisa o Ambiente Virtual de Aprendizagem Moodle como suporte à técnica de Aprendizagem Baseada em Projetos e apresenta uma arquitetura de software para a gestão de projetos educativos como um ambiente que permita a aprendizagem de forma mais autônoma e colaborativa.

The distribution and access to information by a much larger number of people on the Internet has grown in a exponential, way has been hard the which control of the originality of the information and facilitating the work of plagiarists users who make use of such information inappropriately. It is in this context that stands the importance of evalute the texts produced in the post-graduate and graduate courses in the classroom and distance modalities, that this paper proposes a new method to detect signs of plagiarism in academic work, which performs to searche similar fragments with web documents. The method developed analyzes the mosaic plagiarism, where the author shares copies of a work by changing only a few words without giving credit to the original work, and the bilingual plagiarism, where the contents of a document in English is translated for Portuguese without reference the original work. In addition, the method was implemented in an integrated tool and to the sending task module of the Moodle platform for access by desktop and by the mobile device aiming to empower the teachers the benefits of its utilization in the posting of work in a AVA, and implemented as a desktop computer system to allow users the access also outside theAVA Moodle. The results showed that the developed method reached satisfactory results in relation to other techniques found in literature, getting over a collection of 14 documents indexs of similarities ranging from 30.07% to 40% and with a precision in the returned results between 71.42 % and 96.15%. The experimental results of a translated document from English to Portuguese had a 100% accuracy in the returned results. / A distribuição e o acesso a informações por um número muito maior de pessoas na internet tem crescido de forma exponencial, o que vem dificultando o controle da originalidade de tais informações e facilitando o trabalho dos usuários plagiadores que fazem uso de tais informações de forma inadequada. Neste contexto que se destaca a importância de avaliar os textos produzidos nos cursos de pós-graduação e graduação, nas modalidades à distância e presenciais, que esta dissertação propõe um novo método para detecção de índicios de plágio em trabalhos acadêmicos, o qual realiza buscas por fragmentos similares com documentos da web. O método desenvolvido analisa o plágio mosaico, onde o autor copia partes de uma obra trocando somente algumas palavras sem dar crédito ao autor da obra original; e o plágio bilíngue, onde o conteúdo de um documento no idioma inglês é traduzido para o idioma português sem fazer referência à obra original. Além disso, o método foi implementado em uma ferramenta e integrada ao módulo de envio de tarefas da plataforma Moodle para acesso via desktop e pelo dispositivo móvel, visando potencializar aos professores os benefícios de sua utilização, já na postagem dos trabalhos no AVA; e implementada como um sistema computacional desktop para permitir aos usuários seu acesso também fora do AVA Moodle. Os resultados obtidos mostram que o método desenvolvido alcançou resultados satisfatórios em relação a outras técnicas encontrados na literatura, obtendo sobre uma coleção de 14 documentos índices de similaridades variando de 30,07% a 40% e com uma precisão nos resultados retornados entre 71,42% e 96,15%. Os resultados do experimento de um documento traduzido do inglês para o português teve uma precisão de 100% nos resultados retornados.

Denna studie är ämnad att undersöka hur framställningen av VR-teknologi påverkar lärande och leder till nya möjligheter för att motivera lärande genom frågeställningen: Vilka karaktärsdrag i virtuella lärmiljöer kan stödja individer att uppnå ett tillstånd av flow? Tidigare forskning har undersökt hur ett tillstånd av flow kan stödja individers lärande och hur utformningen av virtuella miljöer kan stödja lärande. I studien användes en kvalitativ forskningsansats med hjälp av observationer och semistrukturerade intervjuer. Studiens deltagare fick uppgifter att genomföra i VR-spelet Blocks by Google. Studien resulterade i tretton identifierade aspekter kopplade till karaktärsdrag i virtuella lärmiljöer, vilka kan stödja ett tillstånd av flow. / This study aims to explore how the making of VR technology affects learning and leads to new opportunities to motivate learning through the question: What characteristics in virtual learning environments can support individuals to achieve a state of flow? Previous research has investigated how a state of flow can support individuals' learning and how the design of virtual environments can support learning. The study used a qualitative research approach with the help of observations and semi-structured interviews. The study participants were given tasks to complete in the VR game Blocks by Google. The study resulted in thirteen identified aspects linked to characteristics in virtual learning environments, which can support a state of flow.

The research aimed to assess the feasibility of using podcasts in mobile devices to teach research proposal writing for masters’ students of University of South Africa. To aid in this, a general objective was developed which was supported by specific research objectives that guided the study. The research looked at the evolution of open distance learning (ODL) including the use of M-learning. I reviewed literature on the history of podcasts as an entertainment tool being highlighted as a revolution in the academic world especially in the area of distance learning. To create a foundation to give strength to the use of podcasts, theories of education were evaluated and criticised to give reason and foundation for the use of podcasts as a technology to support teaching and learning in ODL. All major aspects of learning were traversed in the theoretical aspect. This is in a bid to assess the ability of the use of podcasts to meet the needs of the learners. A methodology for conducting the research that included the deployment of a pilot project for the research proposal writing module in year 2011-2012 class was developed and justified accordingly. The use of both qualitative and quantitative methods was necessitated by the objectives of the research. This was implemented at data collection and analysis stages of the research. The analysis was fruitful and successful for that matter, giving reasonable backing to the proposal by the researcher of adopting the use of podcasts using mobile devices. The analysis deemed the pilot project successful for the period within which it was operated. Hurdles or challenges were present and the study gives them as majorly, the lack of sufficient skills to handle the content of the website, that is, generally, the use of the technology. Also, the study pinpoints that the availability of mobile devices is also a challenge that the students will face. Recommendations were derived from the challenges and include a framework that should be used in creating a podcast support system that will be based on the findings to create a successful project. Regarding the objectives of the study, the conclusion that indeed it is feasible to use podcasts to teach research proposal writing in Unisa is valid. / Curriculum and Instructional Studies / D. Ed. (Didactics)

Undergraduate software engineering learners demonstrate a lack of motivation with face-to-face classroom education. Limited access to the Internet via PCs and laptops, hinders effective communication and collaboration. However, the majority of learners enrolled for studies in tertiary education, have cellphones and are proficient in the use of digital technology. A technology-enhanced m-learning solution is indicated. This research project evaluates the usability and user experience of an m-learning environment, custom-designed for a tertiary educational context and delivered by mobile handheld devices, features a synthesized framework of categories and criteria, and determines the nature and scope of an emergent digital divide. A design-based research model suited to the context of the study is implemented, gathering quantitative and qualitative data from experts and learners by survey questionnaires. Analysis of data highlights usability and UX problems, provides insight into an emergent digital divide and suggests guidelines specific to the design of m-learning implementations. / Educational Studies / M. Sc. (Information Systems)

El objetivo de esta tesis es mejorar la efectividad y eficiencia de los entornos de aprendizaje virtual. Para lograr este propósito se define un Modelo de Usuario que considera las características del usuario, el contexto y la Interacción. Estas tres dimensiones son integradas en un Modelo de Usuario Integral (MUI) para proveer adaptación de contenido, formato y actividades en entornos educativos con heterogeneidad de usuarios, tecnologías e interacciones. Esta heterogeneidad genera la entrega de contenidos, formatos y actividades inadecuadas para los estudiantes. La particularización del MUI en un entorno educativo es definida Modelo de Estudiante Integral (MEI). Las principales aportaciones de esta tesis son la definición y validación de un MUI, la utilización de un MEI abierto para propiciar la reflexión de los estudiantes sobre sus procesos de aprendizaje, la integración tecnológica con independencia de plataforma y la validación del MEI con estudiantes en escenarios reales. / he aim of this thesis is to improve the effectiveness and efficiency of virtual learning environments. To that end, it defines a user model that considers at the same time the characteristics of the user, the context and the interaction. These three dimensions are embodied into an Integrated user model (MUI, from the Spanish Modelo de Usuario Integral) to provide adaptation of content, format and educational activities in heterogeneous environments of users, technologies and interactions. One problem that arises in such heterogeneous environments is that inadequate content, format and activities are delivered to students. The MUI is a general model, and as an example of its application, an Integrate Learner Model (MEI, from the Spanish Modelo de Estudiante Integral) is introduced in an educational setting. The main contributions of this thesis are the definition and validation of a MUI, the use of an open MEI to promote student reflection on their learning experience, technology integration with platform independence and validation of the MEI with students in the real world.