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Uma nova geração de alunos, imersos em tecnologias que envolvem a utilização de mensagens de texto, mídias sociais e games, vem surgindo a cada dia, trazendo um foco diferente, uma mentalidade e um estilo de aprendizagem distinto em relação às gerações que os precederam. Estes alunos sentem-se igualmente confortáveis aprendendo em ambientes virtuais ou reais, pois não conseguem ver a diferença que separa um mundo do outro. A experiência de uso dessas tecnologias imersivas em um ambiente educacional poderia desencadear no aluno um maior engajamento e assim favorecer os processos de aprendizagem? Esta dissertação apresenta a possibilidade de utilização de um simulador social como recurso pedagógico, apresentando o recurso de simulação educativa de um conteúdo da disciplina de Física no contexto de um mundo virtual. Podemos trazer para esta situação de ensino e aprendizagem a possibilidade de reproduzir experiências pessoais, que são certamente mais significativas do que situações em que apenas apresentamos um modelo descritivo demonstrando o fenômeno. Novas possibilidades de interação e colaboração surgem neste modelo de simulação. Para tanto, foi desenvolvido um simulador que contempla um fenômeno físico estudado no primeiro ano do ensino médio, a colisão de dois corpos. A ambientação deste simulador remete o estudante a um parque de diversões, no qual ele interage com uma de suas atrações, o Carro Choque. A simulação aqui proposta busca instigar o aluno a descobrir “o que aconteceria se”. Mais que um simulador finalizado que apenas representa o fenômeno e determina qual a resposta é a correta, este simulador tem por objetivo auxiliar o aluno a observar o fenômeno e melhor compreender os conceitos a ele associados, formular suas próprias hipóteses e conclusões, tendo preferencialmente a presença de um professor que o instigue, crie as situações problema para que este aluno busque identificar as possíveis alternativas. Para validação da pesquisa, utilizou-se o simulador em uma turma de oitava série do ensino fundamental, com o objetivo de observar evidências de aprendizagem e engajamento dos estudantes no simulador proposto. Os seis alunos envolvidos na pesquisa, de cunho qualitativo, passaram por cinco etapas de observação, seguindo metodologia com base construtivista, tendo como principais referenciais os teóricos Piaget e Inhelder e Sinclair. A partir do acompanhamento dos alunos nos experimentos, foi possível observar que este modelo simulado alcançou os objetivos inicialmente propostos. A interatividade e imersão propiciados pelo ambiente virtual proporcionam um maior nível de engajamento aos alunos envolvidos na pesquisa e se mostraram facilitadores dos processos de aprendizagem relacionados aos fenômenos físicos considerados. / A new generation of students, immersed in technologies which evolve with the use of text messages, social media and games, emerges day after day, bringing a different focus, learning mechanisms different from preceding generations. These students feel equally comfortable to learn in virtual or real environments, as they do not see the difference that separates one world from the other. The experience in the use of these immersive technologies in an educational environment could trigger in the student a higher level of engagement and in this way favor learning processes? This Masters dissertation presents an investigation about the use of a social simulator as a pedagogical resource, proposing an educational simulation resource of a topic in Physics, in the context of a virtual world. One may bring for this learning situation the possibility to reproduce personal experiences, which are certainly more significant than other situations in which a descriptive model demonstrating a given phenomenon is used. New possibilities of interaction and collaboration emerge in this simulation model. A simulator has been developed involving a physics phenomenon that is studied in the first year of high school: two-body collision. The setting chosen for the simulator was an amusement park, in which the student interacts with one of its attractions, the bumper car. The simulation proposed here attempts to instigate the student to find out “what would happen if”. More than a closed simulator that only represents the given phenomenon and determines which would be the correct answer, this simulator has as a main goal to help the student to observe the phenomenon and better understand the concepts associated to it, to formulate his/her own hypotheses and conclusions, preferably working with a teacher who can instigate him, who can create problem situations for the student to try to identify possible alternatives. To validate the research, the simulator has been used in a class with the goal of observing students’ learning and engagement evidence. The six students who participated in this qualitative research went through five observation steps, following a constructivist methodology, mainly based on the theorists Piaget, Inhelder and Sinclair. The experiments demonstrated that the simulated model achieved the proposed goals. The interactivity and immersion of the virtual world enabled a higher engagement level of the students participating in the research, and facilitated learning processes related to the physical phenomenon considered.

O aprimoramento de atributos como a capacidade de processamento e interfaces gráficas das tecnologias disponíveis no mercado vem criando um cenário propício para a profusão de ambientes imersivos como os mundos virtuais. Estes ambientes, com características semelhantes aos jogos eletrônicos, simulam espaços complexos e podem ser explorados como réplicas virtuais do mundo real, ensejando o oferecimento de novas situações de ensino e aprendizagem que oportunizam a contextualização do conhecimento e o desenvolvimento de tarefas autênticas. Entretanto, poucos docentes têm domínio sobre esta tecnologia, ainda considerada de alta complexidade. Com vistas a promover uma aproximação do docente da Educação Básica aos ambientes imersivos, foi elaborado um conjunto de estratégias para compor um programa de formação voltado para o desenvolvimento da prática docente nos mundos virtuais, envolvendo a produção de artefatos educacionais para tais ambientes. A pesquisa que serviu como base para o desenvolvimento destas estratégias foi conduzida através de um estudo de casos múltiplos desdobrado em duas diferentes fases. A primeira fase realizou os primeiros passos rumo à autoria nos mundos virtuais, sendo nela desenvolvida uma experiência de produção de mídias para comporem laboratórios de aprendizagem dentro do mundo virtual. O objetivo desta fase foi observar o processo de autoria de objetos para os mundos virtuais, extraindo assim elementos para a reflexão sobre estratégias que seriam efetivas em uma capacitação docente focada no uso educacional de tais ferramentas. O estudo de caso culmina com a fase 2 da pesquisa, na qual foi conduzido um programa de formação, desenvolvido a partir dos elementos extraídos nas fases anteriores, oferecido a professores de diferentes áreas do conhecimento. A eficácia das estratégias emergentes nesta pesquisa foi verificada a partir de diferentes técnicas, como a observação participante, aplicação de entrevistas e questionários, análise de registros e análise documental. Para a análise dos laboratórios produzidos ao longo desta formação foi desenvolvida uma taxonomia denominada Taxonomia de Engajamento para os Mundos Virtuais, a partir da qual se buscou identificar diferentes níveis de engajamento que podem ser promovidos por atividades conduzidas no contexto dos mundos virtuais. A análise dos materiais produzidos, bem como o acompanhamento de todas as fases deste processo, apontam para uma real possibilidade de se promover o conhecimento dos mundos virtuais por professores da Educação Básica. Entretanto, dificuldades vivenciadas ao longo de ambas as fases mostram que a autoria docente nestes ambientes ainda é uma tarefa complexa, e que demanda deste profissional bastante interesse e dedicação para a sua efetivação. / Improvement on attributes such as processing power and graphical interfaces on off the shelf technologies has been creating a profusive scenario to immersive environments and virtual worlds. These environments, with features similar to electronic games, simulate complex spaces and can be exploited as virtual replicas of the real world, allowing for new teaching and learning situations that nurture the contextualization of knowledge and the development of authentic tasks. However, few teachers have mastery over this technology, still considered of high complexity. In order to promote an approximation of Basic Education teacher with immersive environments, a set of strategies to compose a training program focused on the development of teaching practice in virtual worlds, involving the production of educational artifacts to such environments was designed. The research that was the basis for the development of these strategies was conducted through a multiple case study unfolded in two stages. The first stage accomplished the first steps towards authorship in virtual worlds and a media production experience was developed to compose learning laboratories within the virtual world. The objective of this stage was to observe the authoring process of objects for virtual worlds, thereby extracting elements for reflection on strategies that would be effective in a teacher training program focused on the educational use of such tools. The case study culminates in stage 2 of the research, on which was conducted a training program, developed from elements extracted in earlier stages and offered to teachers from different areas of knowledge. The effectiveness of strategies emerging in this research was verified with different techniques, such as participant observation, application of interviews and questionnaires, analysis of record logs and document analysis. To perform the analysis of laboratories produced along this training, a taxonomy was developed, called Engagement Taxonomy for Virtual Worlds, from which it was sought to identify different levels of engagement that can be promoted through activities conducted in the context of virtual worlds. The analysis of the materials, as well as the monitoring of stages of this process, all point to a real possibility of promoting knowledge of virtual worlds for Basic Education teachers. However, difficulties experienced throughout the stages show that the teaching authorship in these environments is still a complex task, and one that demands professionals a great deal of interest and dedication to its effectiveness.

O aprimoramento de atributos como a capacidade de processamento e interfaces gráficas das tecnologias disponíveis no mercado vem criando um cenário propício para a profusão de ambientes imersivos como os mundos virtuais. Estes ambientes, com características semelhantes aos jogos eletrônicos, simulam espaços complexos e podem ser explorados como réplicas virtuais do mundo real, ensejando o oferecimento de novas situações de ensino e aprendizagem que oportunizam a contextualização do conhecimento e o desenvolvimento de tarefas autênticas. Entretanto, poucos docentes têm domínio sobre esta tecnologia, ainda considerada de alta complexidade. Com vistas a promover uma aproximação do docente da Educação Básica aos ambientes imersivos, foi elaborado um conjunto de estratégias para compor um programa de formação voltado para o desenvolvimento da prática docente nos mundos virtuais, envolvendo a produção de artefatos educacionais para tais ambientes. A pesquisa que serviu como base para o desenvolvimento destas estratégias foi conduzida através de um estudo de casos múltiplos desdobrado em duas diferentes fases. A primeira fase realizou os primeiros passos rumo à autoria nos mundos virtuais, sendo nela desenvolvida uma experiência de produção de mídias para comporem laboratórios de aprendizagem dentro do mundo virtual. O objetivo desta fase foi observar o processo de autoria de objetos para os mundos virtuais, extraindo assim elementos para a reflexão sobre estratégias que seriam efetivas em uma capacitação docente focada no uso educacional de tais ferramentas. O estudo de caso culmina com a fase 2 da pesquisa, na qual foi conduzido um programa de formação, desenvolvido a partir dos elementos extraídos nas fases anteriores, oferecido a professores de diferentes áreas do conhecimento. A eficácia das estratégias emergentes nesta pesquisa foi verificada a partir de diferentes técnicas, como a observação participante, aplicação de entrevistas e questionários, análise de registros e análise documental. Para a análise dos laboratórios produzidos ao longo desta formação foi desenvolvida uma taxonomia denominada Taxonomia de Engajamento para os Mundos Virtuais, a partir da qual se buscou identificar diferentes níveis de engajamento que podem ser promovidos por atividades conduzidas no contexto dos mundos virtuais. A análise dos materiais produzidos, bem como o acompanhamento de todas as fases deste processo, apontam para uma real possibilidade de se promover o conhecimento dos mundos virtuais por professores da Educação Básica. Entretanto, dificuldades vivenciadas ao longo de ambas as fases mostram que a autoria docente nestes ambientes ainda é uma tarefa complexa, e que demanda deste profissional bastante interesse e dedicação para a sua efetivação. / Improvement on attributes such as processing power and graphical interfaces on off the shelf technologies has been creating a profusive scenario to immersive environments and virtual worlds. These environments, with features similar to electronic games, simulate complex spaces and can be exploited as virtual replicas of the real world, allowing for new teaching and learning situations that nurture the contextualization of knowledge and the development of authentic tasks. However, few teachers have mastery over this technology, still considered of high complexity. In order to promote an approximation of Basic Education teacher with immersive environments, a set of strategies to compose a training program focused on the development of teaching practice in virtual worlds, involving the production of educational artifacts to such environments was designed. The research that was the basis for the development of these strategies was conducted through a multiple case study unfolded in two stages. The first stage accomplished the first steps towards authorship in virtual worlds and a media production experience was developed to compose learning laboratories within the virtual world. The objective of this stage was to observe the authoring process of objects for virtual worlds, thereby extracting elements for reflection on strategies that would be effective in a teacher training program focused on the educational use of such tools. The case study culminates in stage 2 of the research, on which was conducted a training program, developed from elements extracted in earlier stages and offered to teachers from different areas of knowledge. The effectiveness of strategies emerging in this research was verified with different techniques, such as participant observation, application of interviews and questionnaires, analysis of record logs and document analysis. To perform the analysis of laboratories produced along this training, a taxonomy was developed, called Engagement Taxonomy for Virtual Worlds, from which it was sought to identify different levels of engagement that can be promoted through activities conducted in the context of virtual worlds. The analysis of the materials, as well as the monitoring of stages of this process, all point to a real possibility of promoting knowledge of virtual worlds for Basic Education teachers. However, difficulties experienced throughout the stages show that the teaching authorship in these environments is still a complex task, and one that demands professionals a great deal of interest and dedication to its effectiveness.

Uma nova geração de alunos, imersos em tecnologias que envolvem a utilização de mensagens de texto, mídias sociais e games, vem surgindo a cada dia, trazendo um foco diferente, uma mentalidade e um estilo de aprendizagem distinto em relação às gerações que os precederam. Estes alunos sentem-se igualmente confortáveis aprendendo em ambientes virtuais ou reais, pois não conseguem ver a diferença que separa um mundo do outro. A experiência de uso dessas tecnologias imersivas em um ambiente educacional poderia desencadear no aluno um maior engajamento e assim favorecer os processos de aprendizagem? Esta dissertação apresenta a possibilidade de utilização de um simulador social como recurso pedagógico, apresentando o recurso de simulação educativa de um conteúdo da disciplina de Física no contexto de um mundo virtual. Podemos trazer para esta situação de ensino e aprendizagem a possibilidade de reproduzir experiências pessoais, que são certamente mais significativas do que situações em que apenas apresentamos um modelo descritivo demonstrando o fenômeno. Novas possibilidades de interação e colaboração surgem neste modelo de simulação. Para tanto, foi desenvolvido um simulador que contempla um fenômeno físico estudado no primeiro ano do ensino médio, a colisão de dois corpos. A ambientação deste simulador remete o estudante a um parque de diversões, no qual ele interage com uma de suas atrações, o Carro Choque. A simulação aqui proposta busca instigar o aluno a descobrir “o que aconteceria se”. Mais que um simulador finalizado que apenas representa o fenômeno e determina qual a resposta é a correta, este simulador tem por objetivo auxiliar o aluno a observar o fenômeno e melhor compreender os conceitos a ele associados, formular suas próprias hipóteses e conclusões, tendo preferencialmente a presença de um professor que o instigue, crie as situações problema para que este aluno busque identificar as possíveis alternativas. Para validação da pesquisa, utilizou-se o simulador em uma turma de oitava série do ensino fundamental, com o objetivo de observar evidências de aprendizagem e engajamento dos estudantes no simulador proposto. Os seis alunos envolvidos na pesquisa, de cunho qualitativo, passaram por cinco etapas de observação, seguindo metodologia com base construtivista, tendo como principais referenciais os teóricos Piaget e Inhelder e Sinclair. A partir do acompanhamento dos alunos nos experimentos, foi possível observar que este modelo simulado alcançou os objetivos inicialmente propostos. A interatividade e imersão propiciados pelo ambiente virtual proporcionam um maior nível de engajamento aos alunos envolvidos na pesquisa e se mostraram facilitadores dos processos de aprendizagem relacionados aos fenômenos físicos considerados. / A new generation of students, immersed in technologies which evolve with the use of text messages, social media and games, emerges day after day, bringing a different focus, learning mechanisms different from preceding generations. These students feel equally comfortable to learn in virtual or real environments, as they do not see the difference that separates one world from the other. The experience in the use of these immersive technologies in an educational environment could trigger in the student a higher level of engagement and in this way favor learning processes? This Masters dissertation presents an investigation about the use of a social simulator as a pedagogical resource, proposing an educational simulation resource of a topic in Physics, in the context of a virtual world. One may bring for this learning situation the possibility to reproduce personal experiences, which are certainly more significant than other situations in which a descriptive model demonstrating a given phenomenon is used. New possibilities of interaction and collaboration emerge in this simulation model. A simulator has been developed involving a physics phenomenon that is studied in the first year of high school: two-body collision. The setting chosen for the simulator was an amusement park, in which the student interacts with one of its attractions, the bumper car. The simulation proposed here attempts to instigate the student to find out “what would happen if”. More than a closed simulator that only represents the given phenomenon and determines which would be the correct answer, this simulator has as a main goal to help the student to observe the phenomenon and better understand the concepts associated to it, to formulate his/her own hypotheses and conclusions, preferably working with a teacher who can instigate him, who can create problem situations for the student to try to identify possible alternatives. To validate the research, the simulator has been used in a class with the goal of observing students’ learning and engagement evidence. The six students who participated in this qualitative research went through five observation steps, following a constructivist methodology, mainly based on the theorists Piaget, Inhelder and Sinclair. The experiments demonstrated that the simulated model achieved the proposed goals. The interactivity and immersion of the virtual world enabled a higher engagement level of the students participating in the research, and facilitated learning processes related to the physical phenomenon considered.

A concepção de novas alternativas educacionais pautadas no uso de recursos tecnológicos, tem acarretado o aumento do número de pesquisas em diferentes domínios de ensino. Tem se destacado nas últimas décadas a abordagem dos Mundos Virtuais, cuja base está calcada na interatividade, visualização de objetos 3D, sensação de imersão e liberdade ao aluno para explorar os recursos didáticos disponibilizados. Desta forma, se considera necessário que o planejamento e condução das atividades propostas pelos professores nos Mundos Virtuais, estejam baseadas em uma abordagem educacional consistente e difundida no meio acadêmico. O Mastery Learning surge neste contexto como uma alternativa instigadora a ser explorada, cujos preceitos estão baseados na realização de atividades de reforço e na avaliação constante do aluno, que buscam resultar na aprendizagem com maestria dos conteúdos abordados. O potencial a ser explorado nestas duas áreas resultou na construção deste trabalho de Tese, que teve como objetivo a proposição de um método de ensino pautado na aprendizagem com o uso dos Mundos Virtuais e preceitos do Mastery Learning. O método proposto engloba a aplicação de atividades presenciais e complementares, com diversas avaliações durante as unidades trabalhadas, cujo reforço foi baseado no uso dos Mundos Virtuais de forma constante durante este período Um Estudo Piloto foi realizado na área de Computação, cujo tópico abordado foi o ensino de Algoritmos e Lógica de Programação, sendo os resultados obtidos considerados positivos, e, utilizados como base para a realização dos testes finais. Desta forma, o processo de experimentação final foi conduzido com três grupos de alunos do sexto ano em uma disciplina de Ciências, no ano letivo de 2016, e, com dois grupos de alunos do sexto ano na mesma disciplina, no início de 2017, sendo todo este processo separado em três fases distintas. Um Mundo Virtual foi construído no OpenSim contendo diversos tipos de materiais didáticos, como vídeos, slides, textos e questões, além do desenvolvimento de simulações interativas e estáticas, sendo acessado pelos alunos na modalidade a distância. Foram aplicadas diversas avaliações em cada uma das fases para averiguar o desempenho de aprendizagem dos estudantes, assim como foram monitoradas as interações dos alunos que utilizaram o Mundo Virtual e aplicados questionários de opinião sobre este processo conduzido. Para a análise dos resultados, foram empregadas técnicas estatísticas não paramétricas (Kruskal-Wallis e Wilcoxon-Mann-Whitney), além do uso de Box Plot Os resultados obtidos demonstraram um melhor desempenho nas duas primeiras fases ocorridas em 2016 do grupo que utilizou o Mundo Virtual, com relação ao grupo que optou por não utilizar nenhum ambiente, enquanto em comparação com o ambiente Moodle, os resultados do grupo do Mundo Virtual foram considerados similarmente bons ou até melhores. A terceira fase apresentou resultados novamente considerados similares ou melhores do grupo do Mundo Virtual, com relação ao grupo do Moodle. Foi constatado na análise geral que os participantes que utilizaram o Mundo Virtual tiveram um crescente desempenho, com medianas altas e adequada distribuição das notas, havendo predominância de uma menor amplitude e variabilidade destas. O sistema de monitoramento também operou de forma satisfatória, assim como, os questionários de opinião apresentaram percepções positivas sobre o método aplicado e o uso dos recursos neste ambiente. Desta forma, foi possível concluir que os resultados obtidos com o método foram instigadores e positivos, o que acarretou na validação desta pesquisa e apresentou uma clara contribuição para o meio acadêmico. / The conception of new educational alternatives based on the use of technological resources has led to the exploration of research in different domains of education, among which, the approach of Virtual Worlds has been used concisely in recent decades. Its base is focused on interactivity, visualization of 3D objects, sensation of immersion and freedom to the student to explore the didactic resources made available. In this way, it is considered necessary that the planning and conduction of the activities proposed by the teachers in the Virtual Worlds, are based on a consistent educational approach and diffused in the academic environment. Mastery Learning appears in this context as an instigating alternative to be explored, whose precepts are based on the accomplishment of activities of reinforcement and the constant evaluation of the student, that seek to result in master the contents approached. The potential to be explored in these two areas resulted in the construction of this Thesis, which had the objective of proposing a teaching method based on learning with the use of Virtual Worlds and precepts of Mastery Learning. The proposed method includes the application of face-to-face and complementary activities, with several evaluations during the units worked, whose reinforcement was based on the use of Virtual Worlds in a constant way during this period A Pilot Study was carried out in the Computing area, whose topic was the teaching of Algorithms and Logic of Programming, and the results were considered positive and used as basis for the final tests. In this way, the final experimentation process was conducted with three groups of sixth-year students in a science course in 2016, and with two groups of sixth-year students in the same discipline at the beginning of 2017, with this process separated in three phases. A Virtual World was built in OpenSim containing several types of didactic materials, such as videos, slides, texts and questions, as well as the development of interactive and static simulations, being accessed by students in their homes. Several evaluations were applied in each of the phases to ascertain the student's learning performance, as well as the interactions of the students who used the Virtual World were monitored and opinion questionnaires were applied on this process. For the analysis of the results, non-parametric statistical techniques (Kruskal-Wallis and Wilcoxon-Mann-Whitney) were used, besides the use of Box Plot. Results obtained demonstrated a better performance in the first two phases occurred in 2016 of the group that used the Virtual World, in relation to the group that chose not to use any environment, whereas in comparison to the Moodle environment, the Virtual World group results were considered similarly good or even better The third phase presented results again considered similar or better in the Virtual World group in relation to the Moodle group. It was verified in the general analysis, that the participants who used the Virtual World had a growing performance, with medians high and adequate distribution of the notes, being predominant of a smaller amplitude and variability of these. The monitoring system also operated in a satisfactory way, making it possible to map the learning trajectories and evaluate the students in the Virtual World, as well as the evaluation questionnaires presented positive perceptions about the proposed method and the use of the resources of this environment. Thus, it was possible to conclude that the results obtained with the proposed method were instigating and positive, which resulted in the validation of this research and presented a clear contribution to the academic environment.

The 3D Virtual Worlds tools (MV3D) through its characteristics offer the possibility of implementing real spaces to virtual spaces maintaining the same interactive relationship through the sense of immersion. These possibilities are already real and can be verified in existing applications in various sectors, such methodological tools in educational activities, military training in medical and organizational spheres. In this sense the development of this paper presents the proposed virtualization of the academic secretary of the Graduate Program in Computer Science from the Federal University of Santa Maria using virtual worlds, with the OpenWonderland development platform. Virtualization is the possibility of carrying out activities in three-dimensional virtual environment that supported the sense of immersion becomes a new form of interaction between users of the secretariat services. In the research, they were considered two basic actions performed in the current secretariat to be modeled and executed from the virtual world. The activities correspond to the disciplines offering, and the registration, which are performed by two different user groups, teachers and students respectively. The proposal received positive results from the application HCI assessment method, with data collected by the interface inspection by conducting cognitive walkthrough running the sequence of steps or actions required by a user to accomplish a task. / As ferramentas de Mundos Virtuais 3D (MV3D), através de suas características essenciais, oferecem a possibilidade de transposição de espaços reais para espaços virtuais mantendo a mesma relação de interatividade graças a sensação de imersão. Estas possibilidades podem ser verificadas em diversas aplicações nos mais variados segmentos, em atividades educacionais como ferramentas metodológicas, treinamentos militares, na área médica e nas esferas organizacionais. Neste sentido, o desenvolvimento deste trabalho apresenta a proposta de virtualização da secretaria acadêmica do Programa de Pós-Graduação em Informática da Universidade Federal de Santa Maria utilizando mundos virtuais e tendo como plataforma de desenvolvimento OpenWonderland. A virtualização consiste na possibilidade de realização de atividades num ambiente virtual tridimensional, que apoiado na sensação de imersão transforma-se numa nova forma de interação entre os usuários dos serviços da secretaria. No desenvolvimento da pesquisa, foram consideradas duas ações básicas realizadas na secretaria atual a serem modeladas e executadas a partir do mundo virtual. As atividades correspondem ao processo de oferta de disciplinas e o de matrícula, que são executadas por dois grupos distintos de usuários, docentes e discentes respectivamente. A proposta obteve resultados positivos a partir da aplicação método de avaliação de IHC, com dados coletados pela inspeção de interface, mediante a realização do percurso cognitivo, executando ação por ação até a conclusão da tarefa analisada.

A concepção de novas alternativas educacionais pautadas no uso de recursos tecnológicos, tem acarretado o aumento do número de pesquisas em diferentes domínios de ensino. Tem se destacado nas últimas décadas a abordagem dos Mundos Virtuais, cuja base está calcada na interatividade, visualização de objetos 3D, sensação de imersão e liberdade ao aluno para explorar os recursos didáticos disponibilizados. Desta forma, se considera necessário que o planejamento e condução das atividades propostas pelos professores nos Mundos Virtuais, estejam baseadas em uma abordagem educacional consistente e difundida no meio acadêmico. O Mastery Learning surge neste contexto como uma alternativa instigadora a ser explorada, cujos preceitos estão baseados na realização de atividades de reforço e na avaliação constante do aluno, que buscam resultar na aprendizagem com maestria dos conteúdos abordados. O potencial a ser explorado nestas duas áreas resultou na construção deste trabalho de Tese, que teve como objetivo a proposição de um método de ensino pautado na aprendizagem com o uso dos Mundos Virtuais e preceitos do Mastery Learning. O método proposto engloba a aplicação de atividades presenciais e complementares, com diversas avaliações durante as unidades trabalhadas, cujo reforço foi baseado no uso dos Mundos Virtuais de forma constante durante este período Um Estudo Piloto foi realizado na área de Computação, cujo tópico abordado foi o ensino de Algoritmos e Lógica de Programação, sendo os resultados obtidos considerados positivos, e, utilizados como base para a realização dos testes finais. Desta forma, o processo de experimentação final foi conduzido com três grupos de alunos do sexto ano em uma disciplina de Ciências, no ano letivo de 2016, e, com dois grupos de alunos do sexto ano na mesma disciplina, no início de 2017, sendo todo este processo separado em três fases distintas. Um Mundo Virtual foi construído no OpenSim contendo diversos tipos de materiais didáticos, como vídeos, slides, textos e questões, além do desenvolvimento de simulações interativas e estáticas, sendo acessado pelos alunos na modalidade a distância. Foram aplicadas diversas avaliações em cada uma das fases para averiguar o desempenho de aprendizagem dos estudantes, assim como foram monitoradas as interações dos alunos que utilizaram o Mundo Virtual e aplicados questionários de opinião sobre este processo conduzido. Para a análise dos resultados, foram empregadas técnicas estatísticas não paramétricas (Kruskal-Wallis e Wilcoxon-Mann-Whitney), além do uso de Box Plot Os resultados obtidos demonstraram um melhor desempenho nas duas primeiras fases ocorridas em 2016 do grupo que utilizou o Mundo Virtual, com relação ao grupo que optou por não utilizar nenhum ambiente, enquanto em comparação com o ambiente Moodle, os resultados do grupo do Mundo Virtual foram considerados similarmente bons ou até melhores. A terceira fase apresentou resultados novamente considerados similares ou melhores do grupo do Mundo Virtual, com relação ao grupo do Moodle. Foi constatado na análise geral que os participantes que utilizaram o Mundo Virtual tiveram um crescente desempenho, com medianas altas e adequada distribuição das notas, havendo predominância de uma menor amplitude e variabilidade destas. O sistema de monitoramento também operou de forma satisfatória, assim como, os questionários de opinião apresentaram percepções positivas sobre o método aplicado e o uso dos recursos neste ambiente. Desta forma, foi possível concluir que os resultados obtidos com o método foram instigadores e positivos, o que acarretou na validação desta pesquisa e apresentou uma clara contribuição para o meio acadêmico. / The conception of new educational alternatives based on the use of technological resources has led to the exploration of research in different domains of education, among which, the approach of Virtual Worlds has been used concisely in recent decades. Its base is focused on interactivity, visualization of 3D objects, sensation of immersion and freedom to the student to explore the didactic resources made available. In this way, it is considered necessary that the planning and conduction of the activities proposed by the teachers in the Virtual Worlds, are based on a consistent educational approach and diffused in the academic environment. Mastery Learning appears in this context as an instigating alternative to be explored, whose precepts are based on the accomplishment of activities of reinforcement and the constant evaluation of the student, that seek to result in master the contents approached. The potential to be explored in these two areas resulted in the construction of this Thesis, which had the objective of proposing a teaching method based on learning with the use of Virtual Worlds and precepts of Mastery Learning. The proposed method includes the application of face-to-face and complementary activities, with several evaluations during the units worked, whose reinforcement was based on the use of Virtual Worlds in a constant way during this period A Pilot Study was carried out in the Computing area, whose topic was the teaching of Algorithms and Logic of Programming, and the results were considered positive and used as basis for the final tests. In this way, the final experimentation process was conducted with three groups of sixth-year students in a science course in 2016, and with two groups of sixth-year students in the same discipline at the beginning of 2017, with this process separated in three phases. A Virtual World was built in OpenSim containing several types of didactic materials, such as videos, slides, texts and questions, as well as the development of interactive and static simulations, being accessed by students in their homes. Several evaluations were applied in each of the phases to ascertain the student's learning performance, as well as the interactions of the students who used the Virtual World were monitored and opinion questionnaires were applied on this process. For the analysis of the results, non-parametric statistical techniques (Kruskal-Wallis and Wilcoxon-Mann-Whitney) were used, besides the use of Box Plot. Results obtained demonstrated a better performance in the first two phases occurred in 2016 of the group that used the Virtual World, in relation to the group that chose not to use any environment, whereas in comparison to the Moodle environment, the Virtual World group results were considered similarly good or even better The third phase presented results again considered similar or better in the Virtual World group in relation to the Moodle group. It was verified in the general analysis, that the participants who used the Virtual World had a growing performance, with medians high and adequate distribution of the notes, being predominant of a smaller amplitude and variability of these. The monitoring system also operated in a satisfactory way, making it possible to map the learning trajectories and evaluate the students in the Virtual World, as well as the evaluation questionnaires presented positive perceptions about the proposed method and the use of the resources of this environment. Thus, it was possible to conclude that the results obtained with the proposed method were instigating and positive, which resulted in the validation of this research and presented a clear contribution to the academic environment.

abstract: This document builds a model, the Resilience Engine, of how a given sociotechnical innovation contributes to the resilience of its society, where the failure points of that process might be, and what outcomes, resilient or entropic, can be generated by the uptake of a particular innovation. Closed systems, which tend towards stagnation and collapse, are distinguished from open systems, which through ongoing encounters with external novelty, tend towards enduring resilience. Heterotopia, a space bounded from the dominant order in which novelty is generated and defended, is put forth as the locus of innovation for systemic resilience, defined as the capacity to adapt to environmental changes. The generative aspect of the Resilience Engine lies in a dialectic between a heterotopia and the dominant system across a membrane which permits interaction while maintaining the autonomy of the new space. With a model of how innovation, taken up by agents seeking power outside the dominant order, leads to resilience, and of what generates failures of the Resilience Engine as well as successes, the model is tested against cases drawn from two key virtual worlds of the mid-2000s. The cases presented largely validate the model, but generate a crucial surprise. Within those worlds, 2008-2010 saw an abrupt cultural transformation as the dialectic stage of the Resilience Engine's operation generated victories for the dominant order over promising emergent attributes of virtual heterotopia. At least one emergent practice has been assimilated, generating systemic resilience, that of the conference backchannel. A surprise, however, comes from extensive evidence that one element never problematized in thinking about innovation, the discontent agent, was largely absent from virtual worlds. Rather, what users sought was not greater agency but the comfort of submission over the burdens of self-governance. Thus, aside from minor cases, the outcome of the operation of the Resilience Engine within the virtual worlds studied was the colonization of the heterotopic space for the metropolis along with attempts by agents both external and internal to generate maximum order. Pursuant to the Resilience Engine model, this outcome is a recipe for entropic collapse and for preventing new heterotopias from arising under the current dominant means of production. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Human and Social Dimensions of Science and Technology 2013

Uma nova geração de alunos, imersos em tecnologias que envolvem a utilização de mensagens de texto, mídias sociais e games, vem surgindo a cada dia, trazendo um foco diferente, uma mentalidade e um estilo de aprendizagem distinto em relação às gerações que os precederam. Estes alunos sentem-se igualmente confortáveis aprendendo em ambientes virtuais ou reais, pois não conseguem ver a diferença que separa um mundo do outro. A experiência de uso dessas tecnologias imersivas em um ambiente educacional poderia desencadear no aluno um maior engajamento e assim favorecer os processos de aprendizagem? Esta dissertação apresenta a possibilidade de utilização de um simulador social como recurso pedagógico, apresentando o recurso de simulação educativa de um conteúdo da disciplina de Física no contexto de um mundo virtual. Podemos trazer para esta situação de ensino e aprendizagem a possibilidade de reproduzir experiências pessoais, que são certamente mais significativas do que situações em que apenas apresentamos um modelo descritivo demonstrando o fenômeno. Novas possibilidades de interação e colaboração surgem neste modelo de simulação. Para tanto, foi desenvolvido um simulador que contempla um fenômeno físico estudado no primeiro ano do ensino médio, a colisão de dois corpos. A ambientação deste simulador remete o estudante a um parque de diversões, no qual ele interage com uma de suas atrações, o Carro Choque. A simulação aqui proposta busca instigar o aluno a descobrir “o que aconteceria se”. Mais que um simulador finalizado que apenas representa o fenômeno e determina qual a resposta é a correta, este simulador tem por objetivo auxiliar o aluno a observar o fenômeno e melhor compreender os conceitos a ele associados, formular suas próprias hipóteses e conclusões, tendo preferencialmente a presença de um professor que o instigue, crie as situações problema para que este aluno busque identificar as possíveis alternativas. Para validação da pesquisa, utilizou-se o simulador em uma turma de oitava série do ensino fundamental, com o objetivo de observar evidências de aprendizagem e engajamento dos estudantes no simulador proposto. Os seis alunos envolvidos na pesquisa, de cunho qualitativo, passaram por cinco etapas de observação, seguindo metodologia com base construtivista, tendo como principais referenciais os teóricos Piaget e Inhelder e Sinclair. A partir do acompanhamento dos alunos nos experimentos, foi possível observar que este modelo simulado alcançou os objetivos inicialmente propostos. A interatividade e imersão propiciados pelo ambiente virtual proporcionam um maior nível de engajamento aos alunos envolvidos na pesquisa e se mostraram facilitadores dos processos de aprendizagem relacionados aos fenômenos físicos considerados. / A new generation of students, immersed in technologies which evolve with the use of text messages, social media and games, emerges day after day, bringing a different focus, learning mechanisms different from preceding generations. These students feel equally comfortable to learn in virtual or real environments, as they do not see the difference that separates one world from the other. The experience in the use of these immersive technologies in an educational environment could trigger in the student a higher level of engagement and in this way favor learning processes? This Masters dissertation presents an investigation about the use of a social simulator as a pedagogical resource, proposing an educational simulation resource of a topic in Physics, in the context of a virtual world. One may bring for this learning situation the possibility to reproduce personal experiences, which are certainly more significant than other situations in which a descriptive model demonstrating a given phenomenon is used. New possibilities of interaction and collaboration emerge in this simulation model. A simulator has been developed involving a physics phenomenon that is studied in the first year of high school: two-body collision. The setting chosen for the simulator was an amusement park, in which the student interacts with one of its attractions, the bumper car. The simulation proposed here attempts to instigate the student to find out “what would happen if”. More than a closed simulator that only represents the given phenomenon and determines which would be the correct answer, this simulator has as a main goal to help the student to observe the phenomenon and better understand the concepts associated to it, to formulate his/her own hypotheses and conclusions, preferably working with a teacher who can instigate him, who can create problem situations for the student to try to identify possible alternatives. To validate the research, the simulator has been used in a class with the goal of observing students’ learning and engagement evidence. The six students who participated in this qualitative research went through five observation steps, following a constructivist methodology, mainly based on the theorists Piaget, Inhelder and Sinclair. The experiments demonstrated that the simulated model achieved the proposed goals. The interactivity and immersion of the virtual world enabled a higher engagement level of the students participating in the research, and facilitated learning processes related to the physical phenomenon considered.