O uso de jogos e cooperação em um processo de aprendizagem pode introduzir aspectos tais como ludicidade e interatividade, favorecendo o desenvolvimento de atividades de aprendizagem mais enriquecidas e motivadoras. Atualmente, contudo, esses dois aspectos são utilizados de forma isolada nas atividades de aprendizagem desenvolvidas. Entretanto, acredita-se que a utilização de jogos como estratégia cooperativa entre os aprendizes pode tornar o processo de aprendizagem mais significativo. Observa-se, porém, que atualmente não existem propostas que possibilitem o reuso de um mesmo jogo em diferentes contextos de aprendizagem. No entanto, não se encontram na literatura pesquisas que subsidiam a criação de modelos e ferramentas que auxiliam no planejamento ou pré-autoria de atividades de aprendizagem com uso de jogos e cooperação integrados. Nesse sentido, propõe-se um processo de pré-autoria de atividades de aprendizagem com uso de jogos e cooperação, chamado de pré-3AJC, em conjunto com um modelo de especificação de uso do jogo. Propõe-se ainda, a definição de um padrão de aprendizagem com uso de jogos, PLUG - (Pattern of Learning through the Use of Games), que permite a escolha e formatação de diferentes jogos parametrizáveis, de forma cooperativa ou individual, dentro de uma atividade de aprendizagem. Um jogo parametrizável constitui uma proposta de viabilizar de forma prática o reúso de jogos em diferentes contextos de aprendizagem. Desenvolveu-se uma instanciação do processo e do modelo propostos no padrão IMS - Learning Design (IMS-LD), a fim de consolidá-los. Para tanto, foi necessário propor uma extensão ao IMS-LD para contemplar o uso de jogos individuais ou cooperativos. Mostrou-se, por meio de editor e player especialmente desenvolvidos, que é possível gerar atividades de aprendizagem como propostas no processo pré-3AJC em um padrão de especificação de atividades de aprendizagem, no caso o IMS-LD. Fez-se o uso de Redes de Petri Coloridas como ferramenta para uma verificação formal com o objetivo de validar o processo e o modelo propostos. Desta forma, a sistematização alcançada com o processo pré-3AJC possibilita a construção de um arcabouço flexível para o desenvolvimento de ferramentas de autoria que auxiliam o planejamento das atividades de aprendizagem com uso de jogos e cooperação.

Apresenta-se neste trabalho uma abordagem de Redes de Petri Coloridas para especificação e verificação formal de um modelo de Sistema Tutor Inteligente que utiliza a Aprendizagem Baseada em Problemas como estratégia pedagógica. A especificação e a verificação formal permitem verificar se as funcionalidades planejadas do modelo pedagógico serão realizadas, antes da etapa de implementação do sistema. Adicionalmente, o mecanismo de inferência avalia as informações coletadas nas atividades de interação do aprendiz no processo de solução de problemas e infere, por simulação de Cadeias de Markov Monte Carlo, a probabilidade de o aprendiz resolver um problema, com o propósito de capacitar o sistema à tomada de decisões. Experimentos iniciais indicam consistência geral e benefícios da proposta.