Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3119.pdf: 2667904 bytes, checksum: fefc171ac3610eb769efd417797d1a7a (MD5) Previous issue date: 2010-06-21 / Universidade Federal de Minas Gerais / Virtual laboratories can be used by educational institutions to facilitate and enrich the learning of specific procedures, however they can be also used by industry in demonstrations, tests and trainings. Laboratorial practices are normally performed in physical laboratories, but sometimes it is necessary to afford a great amount of money to acquire apparatuses and physical space to build them. In this context, virtual laboratories have been used as a solution at less cost to provide environments that support the simulation of experiments in computers. However, in order to provide such an environment, it is recommended that users not only create experiments that require the accomplishment of a protocol (guide), but also be able to identify different possibilities of execution of a same task, considering similar apparatuses and procedures. In this context, it is defined in this research the WOntoVLab, a virtual laboratory authorship process based on workflows and ontologies that performs recommendations of apparatuses in the authorship process and also represents experiment protocols based on semantic vocabulary and alternative steps. It is also detailed a estudy case performed in the molecular biology domain, focused in the DNA extraction experiment. The study case is performed using the virtual laboratory prototype developed, which is totally based in the WOntoVLab process. Lastly, it is mentioned the contributions of this research: the WOntoVLab process, WPF framework and WPF-WS framework. / Laboratórios virtuais são utilizados comumente por instituições de ensino para auxiliar no processo de aprendizagem, porém também são utilizados pela indústria em demonstrações, testes e treinamentos. A forma tradicional de se realizar práticas laboratoriais é por meio de laboratórios reais, porém para sua criação é preciso investir, muitas vezes, alto valor financeiro na aquisição de aparatos e na disponibilização de espaço físico para sua instalação. Neste contexto, laboratórios virtuais vêm sendo utilizados como solução econômica para prover ambientes de experimentação, pois permitem a simulação de experimentos em computadores sem a necessidade da existência de laboratórios reais. No entanto, para que laboratórios virtuais provejam um ambiente similar ao real, é recomendável não só a criação de experimentos que exijam o cumprimento de um protocolo, mas também permitir que aprendizes identifiquem diferentes possibilidades de execução de uma mesma tarefa, considerando aparatos e procedimentos similares. Neste contexto, é definido neste trabalho o processo WOntoVLab, um processo para autoria de laboratórios virtuais que se baseia no uso de tecnologias de representação de workflows e ontologias a fim de permitir a recomendação de aparatos no processo de autoria e de representar experimentos baseados em vocabulário semântico e passos alternativos. Também é detalhado um estudo de caso realizado no domínio de biologia molecular, enfocado no experimento de extração de DNA. O estudo de caso é realizado por meio do protótipo do laboratório virtual desenvolvido, o qual é totalmente baseado no processo WOntoVLab. Por fim, são destacadas as contribuições deste trabalho: o processo WOntoVLab, o framework WPF e o framework WPF-WS.

Submitted by Victor Vieira (victor.vieira@ifac.edu.br) on 2018-09-26T19:09:30Z No. of bitstreams: 2 20180926_DISSERTAÇÃO_VICTOR_FINAL.pdf: 3244466 bytes, checksum: 921aa5425bc9e309c2b4fa41053f0b2d (MD5) ATA_DEFESA_VICTOR.pdf: 432344 bytes, checksum: 117d1c8915731b4ae1220c39e28827ba (MD5) / Approved for entry into archive by Secretaria PPGI (secretariappgi@icomp.ufam.edu.br) on 2018-09-27T17:59:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 20180926_DISSERTAÇÃO_VICTOR_FINAL.pdf: 3244466 bytes, checksum: 921aa5425bc9e309c2b4fa41053f0b2d (MD5) ATA_DEFESA_VICTOR.pdf: 432344 bytes, checksum: 117d1c8915731b4ae1220c39e28827ba (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-27T20:02:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 20180926_DISSERTAÇÃO_VICTOR_FINAL.pdf: 3244466 bytes, checksum: 921aa5425bc9e309c2b4fa41053f0b2d (MD5) ATA_DEFESA_VICTOR.pdf: 432344 bytes, checksum: 117d1c8915731b4ae1220c39e28827ba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T20:02:50Z (GMT). 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Among the mechanisms that have the potential to help teachers adopt these tools are usage information, often lost after an activity with a virtual lab. This work presents a technological infrastructure to support the selection of VLs based on the information provided by the teachers about the experiences of using these laboratories. Initially, an instrument was developed to register teachers' experiences in the use of VLs from initial searches in the literature. The instrument underwent improvements after a pilot study, a systematic review of the literature on the subject and evaluation of specialists. Then the tool called VLEx was developed to organize the records, allowing the visualization of individual and/or grouped information by virtual laboratory about an experiment. Finally, the VLEx underwent an acceptance evaluation, being verified its usefulness, ease and the intention of use by teachers, that consist of the public target in the tool. As a result, we have the instrument for registering teachers' experiences in the use of VLs, the tool that organizes this information and the records of use experience of VLs organized, composing a technological infrastructure capable of making information about a use experience, usually discarded, useful for teaching assistants in the selection of virtual laboratories. / Laboratórios Virtuais (LVs) são softwares educativos que permitem a simulação de atividades de laboratórios reais. Sua utilização motiva os alunos e reduz os custos e perigos existentes nessas atividades, como os de lidar com procedimentos que precisam ser constantemente acompanhados para a segurança do aluno ou do próprio equipamento do laboratório. No contexto atual, onde os alunos se tornam cada vez mais cedo usuários de tecnologias digitais e as instituições de ensino encontram dificuldades financeiras para adquirirem tecnologias para fornecer suporte a todas as atividades que precisam ser desenvolvidas, os professores possuem os LVs como uma alternativa aos laboratórios reais. Porém, esses professores se deparam com um problema quando resolvem utilizá-los: a escolha do software. Entre os mecanismos que possuem potencial para ajudar professores a adotarem essas ferramentas estão as informações sobre o uso, geralmente perdidas após uma atividade com um LVs. Este trabalho apresenta uma infraestrutura tecnológica para o suporte à seleção de LVs a partir das informações fornecidas pelos professores sobre as experiências de uso desses laboratórios. Inicialmente, foi desenvolvido um instrumento para registrar experiências de docentes no uso de LVs a partir de buscas iniciais na literatura. O instrumento passou por melhorias após um estudo piloto, uma revisão sistemática da literatura sobre o tema e avaliação de especialistas. Em seguida, uma ferramenta denominada VLEx foi desenvolvida para organizar os registros, permitindo a visualização de informações individuais e/ou agrupadas por laboratório virtual sobre uma experiência. Finalmente, a VLEx passou por uma avaliação de aceitação, sendo verificada sua utilidade, facilidade e a intenção de uso por professores, que consistem no público-alvo na ferramenta. Como resultado, tem-se o instrumento para o registro de experiências de docentes no uso de laboratório virtual, a ferramenta que organiza essas informações e os registros das experiências de uso de LVs organizados, compondo uma infraestrutura tecnológica capaz de tornar as informações sobre uma experiência de uso, geralmente descartadas, úteis para auxiliar docentes na seleção de LVs.