UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Anderson Silva de Oliveira Góes AMANAEDU: UMA NUVEM COMPUTACIONAL PARA APOIAR O ENSINO TÉCNICO E PROFISSIONALIZANTE NO ESTADO DO PARÁ Belém 2014 Anderson Silva de Oliveira Góes AMANAEDU: UMA NUVEM COMPUTACIONAL PARA APOIAR O ENSINO TÉCNICO E PROFISSIONALIZANTE NO ESTADO DO PARÁ Dissertação de Mestrado apresentada para obtenção do grau de Mestre em Ciência da Computação. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. Instituto de Ciências Exatas e Naturais. Universidade Federal do Pará. Área de Concentração: Informática na Educação. Orientador: Prof. Dr. Francisco Edson Lopes da Rocha. Belém 2014 Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) Silva de Oliveira Góes, Anderson, 1985- Amanaedu: uma nuvem computacional para apoiar o ensino tecnico e profissionalizante no estado do Pará / Anderson Silva de Oliveira Góes. - 2014. Orientador: Francisco Edson Lopes da Rocha. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Belém, 2014. 1. Informática-Educação-Pará. 2. Inclusão digital. 3. Ensino profissional. 4. Educação à distância. 5. Computação em nuvem. I. Título. CDD 22. ed. 371.3348115 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO AMANAEDU: UMA NUVEM COMPUTACIONAL PARA APOIAR O ENSINO TÉCNICO E PROFISSIONALIZANTE NO ESTADO DO PARÁ Trabalho apresentado em 13/01/2014 como parte do processo de obtenção do título de Mestre do Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação do Instituto de Ciências Exatas e Naturais da Universidade Federal do Pará, cuja banca examinadora foi composta pelos seguintes membros: ________________________________________ Prof. Dr. Francisco Edson Lopes da Rocha (PPGCC – UFPA) Orientador ________________________________________ Prof. Dr. Eloi Luiz Favero (PPGCC – UFPA) Examinador Interno ________________________________________ Prof. Dr. Roberto Célio Limão (PPGEE – UFPA) Examinador Externo Visto: Prof. Dr. Nelson Cruz Sampaio Neto (UFPA) Coordenador do PPGCC – UFPA Dedico esta pesquisa à minha esposa Lília, pelo suporte fornecido durante todo o trabalho, aos meus pais Adenauer e Rosemary, pelos ensinamentos fornecidos ao longo de minha vida e, principalmente, à minha filha Letícia, aquela que me empresta forças para lutar quando as minhas já não são suficientes. AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus, sem o qual nada seria possível. À minha avó paterna Tereza, pelas lições sobre vida e perseverança. Aos meus avós maternos, Arthur e Olgarina, que já não estão mais entre nós, mas que permanecem vivos através de seus ensinamentos, que tanto contribuíram para me transformar na pessoa que sou hoje. A todos os meus familiares, sempre presentes em cada etapa de minha vida. Agradeço também aos amigos da UFPA e PRODEPA, pela ajuda direta e indireta nesta pesquisa, em especial aos professores Francisco Edson e Odlaniger Lourenço, pelo apoio, paciência e competência a mim doadas durante a realização deste trabalho. Aos parceiros que acreditaram no AMANAEDU como um projeto capaz de suprir as suas necessidades de capacitação. Esta vitória é de todos nós. “Se o dinheiro for a sua esperança de independência, você jamais a terá. A única segurança verdadeira consiste numa reserva de sabedoria, de experiência e de competência” Henry Ford RESUMO Este trabalho apresenta uma estrutura de nuvem computacional chamada AMANAEDU. A mesma foi desenvolvida para ajudar a resolver alguns dos graves problemas da educação pública técnica e profissionalizante no estado do Pará. Muitos destes problemas envolvem fatores adversos ligados a questões geográficas e sociais. Uma análise do contexto nacional mostra o crescimento no uso da informática educativa nesta modalidade de ensino, evidenciado por bons resultados colhidos em programas de inclusão digital executados por governos estaduais, os quais encontram- se cada vez mais ligados à iniciativas de EAD. No Pará, o principal programa neste modelo é o NavegaPará, o qual teve sua infraestrutura aproveitada na execução do objeto desta pesquisa. A elaboração dos componentes desta nuvem foi baseada em referencial teórico e metodológico amplamente aceito pela comunidade acadêmica, utilizando- se de modelos como o Construtivismo e Instrucionismo. As melhores práticas de programação para computação em nuvem foram utilizadas nesta pesquisa. A camada de aplicação incorpora três portais utilizados para capacitações a distância e semi- presenciais: SEUTED para acesso centralizado a todos os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA) disponíveis na nuvem, PROTVEDU, o qual utiliza streaming multimídia para a transmissão de conteúdos de áudio e vídeo relacionados à educação e PROA, um portal usado como repositório de armazenamento para objetos de aprendizagem. Juntos, esses elementos podem servir de base para uma nova abordagem educacional que pode ser implementada em todos os níveis da educação técnica e profissionalizante. PALAVRAS-CHAVE: Computação em nuvem, Ensino profissionalizante, Educação a distância. ABSTRACT This paper presents a cloud computing structure called AMANAEDU. It was developed to help solving some of the serious problems of the public technical and professional education in the state of Para. Many of these problems involve adverse factors related to geographical and social issues. An analysis of the national context shows the growth in the use of educational computing in this type of education, evidenced by good results obtained in digital inclusion programs run by states governments, which are increasingly being linked to distance education initiatives. In Para, the main program in this model is called NavegaPará, which had its infrastructure utilized in the execution of the object of this research. The development of the components of this cloud was based on theoretical and methodological models widely accepted by the academic community, such as Constructivism and Instructionism. The best programming practices for cloud computing were used in this study. The application layer includes three portals used for distance and semi – presential professional education: SEUTED for centralized access to all Virtual Learning Environments (VLE) available in the cloud, PROTVEDU, which uses multimedia streaming for the transmission of audio and video related to education and PROA, a portal used as storage repository for learning objects. Together, these elements can serve as the basis for a new educational approach that can be implemented at all levels of technical and professional education. KEYWORDS: Cloud computing, Professional education, Distance education. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Análise dos Resultados Quantitativos e Qualitativos de audiências realizadas em grandes cidades brasileiras (PNUD,2009). ........................................................................................................................ 13   Figura 2: Portal EAD do Floresta Digital .......................................................................................................... 25   Figura 3: Página de Minicursos EAD do AcessaSp ........................................................................................... 26   Figura 4: Ambiente EAD do NavegaPará .......................................................................................................... 29   Quadro 1: Exemplo de Objeto de Aprendizagem 1 ........................................................................................... 34   Quadro 2: Exemplo de Objeto de Aprendizagem 2 ........................................................................................... 34   Figura 5: Modelo básico de uma nuvem computacional .................................................................................. 37   Figura 6: Arquitetura do AMANAEDU ............................................................................................................. 40   Figura 7: Diagrama de Atividades para Inserção de usuários ......................................................................... 41   Figura 8: Fluxo para compartilhamento de cursos via SEUTED .................................................................... 44   Figura 9: LTI Provider dentro do Moodle .......................................................................................................... 45   Figura 10: Configuração do LTI Provider (Tradução automática do Plugin mantém alguns dados no inglês original) ....................................................................................................................................................... 46   Figura 11: Tela de Acesso do SEUTED .............................................................................................................. 47   Figura 12: Tela Inicial do SEUTED para a escolha de cursos ......................................................................... 47   Figura 13: Tela de Escolha de cursos compartilhados com o SEUTED .......................................................... 48   Figura 14: Curso do Moodle PRODEPA executado dentro do SEUTED ....................................................... 48   Figura 15: Tela Inicial do PROTVEDU ............................................................................................................. 49   Figura 16: Exibição de vídeos armazenados no PROTVEDU ......................................................................... 50   Figura 17: Transmissão de aula via PROTVEDU ............................................................................................. 51   Figura 18: Demonstração de Chat do PROTVEDU ......................................................................................... 52   Figura 19: Página Principal do PROA ............................................................................................................... 53   Figura 20: Comunidades do Ensino Técnico Profissionalizante do PROA .................................................... 54   Figura 21: Objetos de aprendizagem da coleção” Informação e Comunicação” ........................................... 54   Figura 22: Metadados do Objeto de aprendizagem “Apagando definitivamente arquivos do seu computador” ......................................................................................................................................................... 55   Figura 23: Tela de Login do PROA .................................................................................................................... 55   Figura 24: Preenchimento de Metadados do OA .............................................................................................. 56   Figura 25: Escolha da coleção e comunidade do OA ........................................................................................ 56   Quadro 3: Campos de Metadados do PROA .................................................................................................... 57   Quadro 4: Resultados do AMANAEDU alcançados na PRODEPA ................................................................ 70   Quadro 5: Resultados do AMANAEDU alcançados na SECTI ....................................................................... 70   Quadro 6: Resultados do AMANAEDU alcançados na EGPA ........................................................................ 71   Quadro 7: Resultados do AMANAEDU alcançados na UEPA ........................................................................ 71   Quadro 8: Resultados do AMANAEDU alcançados na SEDUC ..................................................................... 71   Quadro 9: Resultados do AMANAEDU alcançados na SETUR ...................................................................... 71   Figura 26: Diagrama de classes de usuários do AMANAEDU Parte 1 ........................................................... 77   Figura 27: Diagrama de classes de usuários do AMANAEDU Parte 2 ........................................................... 77   Figura 28: Diagrama de classes de usuários do AMANAEDU Parte 3 ........................................................... 78   Figura 29: Diagrama de classes de usuários do AMANAEDU Parte 4 ........................................................... 78   Figura 30: DER de tabelas de Usuários do AMANAEDU ................................................................................ 79