Aplicativos educacionais podem promover diversos benefícios a professores e alunos, desde a redução de tarefas repetitivas à realização de atividades impossíveis com o uso de apenas lousa e papel. Módulos de Aprendizagem Interativa (iMA) são uma família de aplicativos educacionais que fornecem atividades interativas integradas a Sistemas de Gerenciamento de Cursos. O desenvolvimento de iMA, similarmente ao de outros sistemas criados em contexto de projetos acadêmicos, enfrenta problemas relacionados a manutenção e evolução de software, que afetam suas contribuições à sociedade. Isso é provocado principalmente pela degradação do código com o tempo e dos métodos ad-hoc utilizados, sem sistematização do processo ou procedimentos explícitos para prevenção desses problemas. Com o objetivo de aprimorar esse processo, esta dissertação apresenta uma Linha de Produto de Software (LPS) criada para o desenvolver iMA. O método usado para criá-la envolveu análise do domínio, formado pelos iMA existentes, a elaboração de um modelo de sistema para definir as responsabilidades das características obrigatórias, variantes e opcionais aos aplicativos, e a implementação de um arcabouço de aplicação. Assim, essa LPS consiste nesse arcabouço e seus manuais de funcionamento interno, utilização e evolução, promovendo reúso de código, arquitetura e processo. A avaliação deste trabalho foi conduzida com uma prova de conceito e um estudo de caso. A prova de conceito descreve o desenvolvimento de um novo iMA, chamado iTangran, apresentando a factibilidade da utilização da LPS para essa tarefa. O estudo de caso investigou com maior profundidade o impacto da LPS sobre a criação da nova versão de um aplicativo existente, chamado iVProg. Os resultados obtidos mostram que o oferecimento de um processo e uma arquitetura que guiam as tarefas do programador de iMA teve grande influência na sua percepção de produtividade e satisfação, além de contribuírem para a qualidade do código criado e sua documentação, fatores essenciais para a prevenção dos problemas de desenvolvimento enfrentados atualmente. / Educational software provide many benefits for teachers and students, from reducing repetitive tasks to offering assignments impossible with the use of only blackboard and paper. Interactive Learning Modules (iLM) are a family of educational systems which offer interactive assignments integrated with Learning Management Systems. The development of iLM, similarly to other software created in context of academic projects, faces issues related to software maintenance and evolution, which hinder their contributions to society. This is mainly caused by code degradation with time and to ad-hoc methods used, without a systematic process and explicit considerations to prevent these problems. With the goal of improving this process, this work presents a Software Product Line (SPL) for the development of iLM. The method used to create this SPL involved an analysis of the domain, which are the existing iLM, the creation of a system model in order to define the responsibilities of mandatory, variant and optional features among systems, and the implementation of an application framework. Therefore, the SPL consists of this framework and its manuals for internal operation, utilization and evolution, providing code, architecture and process reuse. Contributions of this work were evaluated by a proof of concept and a study case. The proof of concept describes the development of a new iLM called iTangran, presenting the possibility of using the SPL for this task. The study case investigated more deeply the SPL impact on the refactoring process of an existing iLM, iVProg. Results show that a guide and an architecture for the tasks undertaken by programmers have a significant influence on the perceived productivity and their satisfaction while working, also contributing to code and documentation quality, which are essential factors to prevent development problems such as those faced nowadays.

Aplicativos educacionais podem promover diversos benefícios a professores e alunos, desde a redução de tarefas repetitivas à realização de atividades impossíveis com o uso de apenas lousa e papel. Módulos de Aprendizagem Interativa (iMA) são uma família de aplicativos educacionais que fornecem atividades interativas integradas a Sistemas de Gerenciamento de Cursos. O desenvolvimento de iMA, similarmente ao de outros sistemas criados em contexto de projetos acadêmicos, enfrenta problemas relacionados a manutenção e evolução de software, que afetam suas contribuições à sociedade. Isso é provocado principalmente pela degradação do código com o tempo e dos métodos ad-hoc utilizados, sem sistematização do processo ou procedimentos explícitos para prevenção desses problemas. Com o objetivo de aprimorar esse processo, esta dissertação apresenta uma Linha de Produto de Software (LPS) criada para o desenvolver iMA. O método usado para criá-la envolveu análise do domínio, formado pelos iMA existentes, a elaboração de um modelo de sistema para definir as responsabilidades das características obrigatórias, variantes e opcionais aos aplicativos, e a implementação de um arcabouço de aplicação. Assim, essa LPS consiste nesse arcabouço e seus manuais de funcionamento interno, utilização e evolução, promovendo reúso de código, arquitetura e processo. A avaliação deste trabalho foi conduzida com uma prova de conceito e um estudo de caso. A prova de conceito descreve o desenvolvimento de um novo iMA, chamado iTangran, apresentando a factibilidade da utilização da LPS para essa tarefa. O estudo de caso investigou com maior profundidade o impacto da LPS sobre a criação da nova versão de um aplicativo existente, chamado iVProg. Os resultados obtidos mostram que o oferecimento de um processo e uma arquitetura que guiam as tarefas do programador de iMA teve grande influência na sua percepção de produtividade e satisfação, além de contribuírem para a qualidade do código criado e sua documentação, fatores essenciais para a prevenção dos problemas de desenvolvimento enfrentados atualmente. / Educational software provide many benefits for teachers and students, from reducing repetitive tasks to offering assignments impossible with the use of only blackboard and paper. Interactive Learning Modules (iLM) are a family of educational systems which offer interactive assignments integrated with Learning Management Systems. The development of iLM, similarly to other software created in context of academic projects, faces issues related to software maintenance and evolution, which hinder their contributions to society. This is mainly caused by code degradation with time and to ad-hoc methods used, without a systematic process and explicit considerations to prevent these problems. With the goal of improving this process, this work presents a Software Product Line (SPL) for the development of iLM. The method used to create this SPL involved an analysis of the domain, which are the existing iLM, the creation of a system model in order to define the responsibilities of mandatory, variant and optional features among systems, and the implementation of an application framework. Therefore, the SPL consists of this framework and its manuals for internal operation, utilization and evolution, providing code, architecture and process reuse. Contributions of this work were evaluated by a proof of concept and a study case. The proof of concept describes the development of a new iLM called iTangran, presenting the possibility of using the SPL for this task. The study case investigated more deeply the SPL impact on the refactoring process of an existing iLM, iVProg. Results show that a guide and an architecture for the tasks undertaken by programmers have a significant influence on the perceived productivity and their satisfaction while working, also contributing to code and documentation quality, which are essential factors to prevent development problems such as those faced nowadays.

Os atuais avanços na área das Tecnologias da Informação e da Comunicação (TIC) estão mudando a Educação, com a disponibilização de sistemas educativos para apoiar as atividades no processo de ensino e de aprendizagem. Embora o tópico de combinatória seja relevante para o ensino médio e para os cursos de Ciências Exatas, este tópico tem sido desconsiderado nos avanços da Informática na Educação, principalmente ao se considerar o uso de ambientes de aprendizagem via Web. Atualmente, o iComb é, no melhor de nosso conhecimento, o único sistema Web integrável a tais ambientes. Ele é um Módulo de Aprendizagem Interativa (iMA) integrável ao Sistema Gerenciador de Cursos (SGC) Moodle, por meio do plugin iTarefa. O iComb oferece atividades de autoria de exercícios, bem como, sua avaliação automática. No entanto, considerando sua usabilidade, foram detectados alguns problemas na interface. O foco deste trabalho está relacionado ao reprojeto do sistema iComb e seu impacto na aprendizagem de combinatória. Para a reconstrução do iComb adotou-se o método de design de interação, buscando-se a participação efetiva de usuários finais do sistema, em todas as atividades desse processo, com (i) sessões de teste de usabilidade utilizando a versão Java do iComb para identificar problemas e guiar o redesenho do sistema, e (ii) prototipagem e avaliação da interface do sistema redesenhado. Esse processo permitiu implementar uma nova versão do iComb utilizando tecnologias associadas ao HTML5, que será brevemente disponibilizado como software livre. / Current advances in Information and Communication Technologies (ICT) are changing Education with delivering software to support learning/teaching activities. Although being relevant for Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) courses, Combinatorial Analysis is almost disregarded in these advances, mostly if we consider their integration with earning Management Systems. Currently, iComb is, at the best of our knowledge, the only system with such a possibility. It is an interactive Learning Module (iLM) that can be integrated to Moodle, through the iAssign plugin. iComb provides authoring activities as well as their automatic assessment. Nevertheless, considering the system usability, several interaction problems were detected during sessions with teachers and students. In this work it is described the process of redesigning the iComb system by adopting Interactive Design, to conduct controlled sessions of system use for (i) identifying usability issues for guiding the system redesign; and (ii) prototyping and evaluate the redesigned system interface, with end-users. This process allowed to implement new version of iComb using HTML5 related technologies that will be sooner available as free software, in order to reach a larger audience. Preliminary results on the interface evaluation indicate that both students and teachers felt more comfortable using the new interface of iComb and found it easier to execute common tasks.

Os atuais avanços na área das Tecnologias da Informação e da Comunicação (TIC) estão mudando a Educação, com a disponibilização de sistemas educativos para apoiar as atividades no processo de ensino e de aprendizagem. Embora o tópico de combinatória seja relevante para o ensino médio e para os cursos de Ciências Exatas, este tópico tem sido desconsiderado nos avanços da Informática na Educação, principalmente ao se considerar o uso de ambientes de aprendizagem via Web. Atualmente, o iComb é, no melhor de nosso conhecimento, o único sistema Web integrável a tais ambientes. Ele é um Módulo de Aprendizagem Interativa (iMA) integrável ao Sistema Gerenciador de Cursos (SGC) Moodle, por meio do plugin iTarefa. O iComb oferece atividades de autoria de exercícios, bem como, sua avaliação automática. No entanto, considerando sua usabilidade, foram detectados alguns problemas na interface. O foco deste trabalho está relacionado ao reprojeto do sistema iComb e seu impacto na aprendizagem de combinatória. Para a reconstrução do iComb adotou-se o método de design de interação, buscando-se a participação efetiva de usuários finais do sistema, em todas as atividades desse processo, com (i) sessões de teste de usabilidade utilizando a versão Java do iComb para identificar problemas e guiar o redesenho do sistema, e (ii) prototipagem e avaliação da interface do sistema redesenhado. Esse processo permitiu implementar uma nova versão do iComb utilizando tecnologias associadas ao HTML5, que será brevemente disponibilizado como software livre. / Current advances in Information and Communication Technologies (ICT) are changing Education with delivering software to support learning/teaching activities. Although being relevant for Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) courses, Combinatorial Analysis is almost disregarded in these advances, mostly if we consider their integration with earning Management Systems. Currently, iComb is, at the best of our knowledge, the only system with such a possibility. It is an interactive Learning Module (iLM) that can be integrated to Moodle, through the iAssign plugin. iComb provides authoring activities as well as their automatic assessment. Nevertheless, considering the system usability, several interaction problems were detected during sessions with teachers and students. In this work it is described the process of redesigning the iComb system by adopting Interactive Design, to conduct controlled sessions of system use for (i) identifying usability issues for guiding the system redesign; and (ii) prototyping and evaluate the redesigned system interface, with end-users. This process allowed to implement new version of iComb using HTML5 related technologies that will be sooner available as free software, in order to reach a larger audience. Preliminary results on the interface evaluation indicate that both students and teachers felt more comfortable using the new interface of iComb and found it easier to execute common tasks.