[gomes e padovani] usabilidade no ciclo de desenvolvimento de software educativo, minicurso...

8/9/2019 [Gomes e Padovani] Usabilidade no ciclo de desenvolvimento de software educativo, Minicurso SBIE'2005

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Usabilidade no ciclo de desenvolvimento de software

educativo

Alex Sandro Gomes1, Stephania Padovani2

1 Centro de Informtica UFPE Caixa Postal 7851 50732-970 Recife PE Brazil | [email protected]

2 Departamento de Design | UFPE | Rua Acadmico Hlio Ramos, s/no. CidadeUniversitria, Recife - PE 50740-530 | [email protected]

Abstract. This course proposes a user-centred approach for the development

and evaluation of educational software. First of all, we provide an overview of

educational technology usage in teaching and learning environments andintroduce educational software taxonomy. After that, we discuss the issue of

software acceptability by its end users (students and teachers) and emphasize

that an iterative learnware design cycle should include both the application of

usability principles and user involvement. Finally, we propose an educational

software design process and demonstrate its application through a case study.

Resumo. O curso apresenta uma abordagem centrada no usurio para o

desenvolvimento e avaliao de software educativo. Inicialmente, tecemos um

breve panorama da utilizao de tecnologias educacionais no processo de

ensino aprendizagem e apresentamos uma taxonomia de software educativo.

Em seguida, discutimos a problemtica da aceitao de software educativo

junto a seus usurios (alunos e professores) e defendemos a aplicao de princpios de usabilidade e o envolvimento do usurio no ciclo de design

iterativo de learnware. Por fim, propomos um processo de desenvolvimento de

software educativo e apresentamos sua aplicao em um estudo de caso.

1 Introduo

Durante muitos anos, o foco no desenvolvimento de software educativo parecia estarcentrado no projeto e criao da interface pela interface, conforme afirmam MacDogalle Squire (1994). Em vrios produtos, percebia-se que apenas aspectos relativos ao

processo de aprendizagem eram observados na orientao dos projetos. Em outrosprodutos, ficava evidente que os projetos eram bastante orientados pela representaoque os programadores tinham desse tipo de material. Podem-se associar esses fatores,dentre outros, ao fato de uma grande proporo de solues disponveis no mercado sercomposta de itens de m qualidade.

A maior parte dos sistemas parece ser criada a partir de proposies ad hoc deespecialistas. Analisando as publicaes do WIE nos ltimos anos, Gomes, Tedesco eGomes, Tedesco e Castro-Filho (2003) mostram que mesmo as solues educativasgeradas em centros de pesquisa tendem a abordar o problema do desenvolvimento deaplicaes educativas de forma no sistemtica.


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O importante de um software educativo servir para que alunos e professores possamagir produtivamente sob a interface. De acordo com Hanna et al. (1998):

The best software, like the best play material, should provide a tool that

allows children to explore the world creatively, using their imaginations to

manipulate and assimilate knowledge about the world around them.

Neste sentido, as interfaces devem ser abertas manipulao e permitir aes que promovam o desenvolvimento dos usurios. Sob uma perspectiva construtivista, asaes devem favorecer a emergncia de esquemas mentais que mobilizem uma ricacoleo de propriedades de conceitos do domnio.

O projeto de sistemas de softwares educativos, ou ambientes virtuais de ensino, deveriaser abordado de forma sistemtica integrando aspectos de diversas dimenses de fatoreshumanos numa abordagem que incorpore aspectos tericos e tcnicos (Tchounikine,2002). O processo de criao de softwares educativos demanda a identificao dosconhecimentos que emergem nas aes dos usurios com as interfaces, que ocorrem de

forma no sistemtica (Gomes, 1999). Para se ter uma viso sistemtica acerca darelao entre o uso da interface e da aprendizagem necessrio aplicar modelos tericosde anlise que descrevam o processo de organizao de aes e atividades com ainterface de forma inteligvel. Essa modelagem deve ocorrer em termos de elementostericos que revelam a adaptao progressiva dos usurios interface e osconhecimentos que emergem durante o uso.

Neste artigo, detalhamos uma proposta de processo cclico de desenvolvimento desoftware educativo centrado no usurio. Na criao de software educativo, faz-senecessrio que o projeto seja orientado por aspectos do processo de aprendizagem dosconceitos visados e da prtica de ensino. Deve-se observar a identificao de requisitosno funcionais para que seu uso leve os usurios a um determinado esforo cognitivo

produtivo atravs da interao com o software, at que eles aprendam.

2 Software educativo

Inicialmente, conceituamos software educativo e apresentamos uma classificao de

seus tipos. A partir de ento, concentramo-nos na aceitao de software educativo

junto comunidade de usurios, abordando os benefcios do uso dessas interfaces

no processo de aprendizagem e as crticas quanto qualidade desses materiais.

Apresentamos, por fim, alguns critrios que podem ser utilizados para a avaliao

da qualidade de um software educativo.

2.1 Conceituao e taxonomia

Definimos software educativo como sendo um sistema computacional e interativo,

intencionalmente concebido para facilitar a aprendizagem de conceitos especficos, porexemplo, conceitos matemticos ou cientficos. Na interface de uma aplicao destetipo, conceitos so representados metaforicamente e as aes realizadas sobre oselementos da interface fazem refletir sobre os conceitos ou suas propriedades.

Segundo Lyra et al. (2003), utilizam-se diversos critrios na classificao de softwareseducativos. Estes sistemas podem ser classificados de acordo com a liberdade de criaode situaes pelos professores (aberto ou fechado), o nvel de aprendizagem do aluno(seqencial, relacional ou criativo), ou seus objetivos pedaggicos (tutoriais, aplicativos,


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ensino (Hinostroza e Mellar, 2001). O impacto epistemolgico do uso dessas novastecnologias nos processos de ensino e aprendizagem menor que o esperado pelos

professores (Balacheff e Kaput, 1996; Schwartz, 1999).

No contexto educacional h uma defasagem entre as expectativas geradas a partir do potencial das tecnologias digitais e interativas e o modo como esto inseridas emediando as atividades pedaggicas (Resnick, 2001; Dugdale, 1999). Muitas dessasdefasagens devem-se s deficincias de usabilidade, geradas da inadequao dosmtodos e operaes que muitos desses instrumentos materializam com a culturadocente sedimentada no cotidiano da profisso.

Uma outra frente de problemas aberta quando consideramos a qualidade dos softwareseducativos (Frye e Soloway, 1987; Hinostroza e Mellar, 2001;). De acordo comHinostroza e Mellar (2001), os designers de softwares educativos priorizaram asquestes relacionadas com a aprendizagem em detrimento das atividades de ensino, eisto seria uma das causas das dificuldades que os professores sentem ao tentaremincorporar estes materiais s suas atividades em sala de aula.

2.3 Qualidade de software educativo

A qualidade de um software educativo est relacionada com a capacidade que o mesmotem de atender a requisitos e necessidades do usurio relacionadas aprendizagem. Paratal, faz-se necessrio definir mtricas para cada varivel pertinente. A qualidade de umsoftware educacional depende do processo de seu desenvolvimento voltado produode um artefato que atenda aos objetivos e necessidades dos usurios (Rocha e Campos,1993).

Os usurios mais representativos podem ser alunos, professores ou mesmo a instituioescolar. De uma forma geral, a qualidade de um software educativo est relacionado

com a finalidade de uso e com a possibilidade de a mesma permitir a emergncia desituaes que levem os usurios a um nvel de esforo mental que os faamcompreender parte das propriedades de um novo conceito. O entendimento dasnecessidades do usurio visto como um fator de sucesso para o desenvolvimento deum produto.

Este entendimento deve ocorrer no incio do desenvolvimento, quando os requisitos sodefinidos, caso contrrio o sistema no ser bem aceito pelos usurios, gerando anecessidade de um re-trabalho para que venha atender s reais necessidades. SegundoMaguire (2001), um ciclo de qualidade de software exige o envolvimento do usurio. Aqualidade do processo de desenvolvimento de software pode ser melhorada atravs douso da ISO 13407 e ISSO TR 18529, que definem atividades centradas no usurio.

Lins e Gomes (2003) mostraram que h um conflito entre a atividade proposta peloprofessor e as atividades propostas pelos softwares. No entanto, abordar a qualidade sobo ponto de vista da prtica docente to limitado quanto focar em estudos dacaracterstica da interface. McDougall e Squires (1994) afirmam que o projeto de umsoftware educativo deveria contemplar, com igual relevncia, aspectos relativos a trsdomnios: currculo embutido no design, aspectos relativos aprendizagem do aluno nodomnio visado (epistemologia do domnio) e aspectos do contexto de uso (sendo maisrepresentativos os professores e alunos usurios). A maioria das aplicaes focaexcessivamente em aspectos relativos a aprendizagem dos alunos.


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Um outro critrio de qualidade atribui ao ciclo de desenvolvimento de software aorigem da qualidade de um material. A noo de qualidade fundamental para definirnveis de facilidade ou acessibilidade dos usurios s funes do sistema. Segundo essa

perspectiva, a noo de usabilidade fundamental para a definio de um sistema de

qualidade. Os benefcios da usabilidade incluem aumento de produtividade, melhoria daqualidade de trabalho, reduo nos custos de suporte e treinamento e aumento dasatisfao do usurio. A usabilidade atingida a partir da forma como ocorre o processode construo da aplicao, desde o projeto do sistema.

3 Usabilidade no projeto de software educativo

Nesta etapa, apresentamos definies para o termo usabilidade, assim como a

operacionalizao deste conceito em critrios para avaliao de uma interface

computadorizada. Listamos e descrevemos, ento, alguns conjuntos de princpios de

usabilidade propostos por autores das reas de ergonomia, interao humano-

computador e design. Por fim, discutimos as diversas abordagens de avaliao de

usabilidade de softwares educativos.

3.1 Conceituao e critrios de avaliao de usabilidade

O termo usabilidade normalmente encontrado na literatura se referindo a um conjuntode propriedades que deve ser avaliado em determinada interface, ou para definir umaqualidade positiva que essa interface deve possuir. Entretanto, importante ressaltar quequando compradores e usurios tomam realizam a escolha de um sistema, sua decisono depende apenas da usabilidade desse sistema, mas sim de uma avaliao maisabrangente que envolve a considerao de diversos fatores:

utilidade (o sistema atingir os objetivos necessrios em termos funcionais?);

compatibilidade (o sistema ser compatvel com outros sistemas j em uso?);

aceitabilidade (os usurios percebero que o sistema adequado?); custos econmicos (quais so os custos de aquisio e de manuteno?);

custos sociais (quais so as conseqncias sociais e para a organizao?).

Portanto, a usabilidade uma preocupao especfica dentro de uma preocupao maiorque a aceitabilidade prtica e social do sistema. Mas o que exatamente entendemos porusabilidade? H vrias tentativas de se encontrar uma definio precisa para o termo,cada uma enfocando diferentes aspectos da interao usurio-sistema. Alguns exemplosso:

Usability is presented as a concept which can limit the degree to which a

user can realize the potential utility of a computer system. (Eason, 1984,

p.133)

Usability concerns the extent to which an end-user is able to carry out

required tasks successfully, and without difficulty, using the computer

application system. (Ravden & Johnson, 1989, p. 09)

Usability is the capability in human functional terms to be used easily

and effectively by the specified range of users, given specified training and


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user support, to fulfil the specified range of tasks, within the specified

range of environmental scenarios. (Shackel, 1991, p. 24)

The usability of a computer is measured by how easily and how

effectively the computer can be used by a specific set of users, given

particular kinds of support, to carry out a fixed set of tasks, in a defined

set of environments. (Chapanis, 1991, p. 362-363)

Usability is a quality attribute that assesses how easy user interfaces are

to use. The word usability also refers to methods for improving ease-of-

use during the design process. (Nielsen, 2003)

Entretanto, ao explorarmos as definies de usabilidade apresentadas, verificamos quenenhuma prov indicao do processo necessrio para se conduzir uma avaliao deusabilidade. Vrios autores reconhecem que os termos facilmente e eficazmente so

bastante imprecisos e buscam critrios mais operacionais com base em erros, tempo deexecuo, tempo de aprendizado, avaliaes subjetivas dos usurios, entre outros.

Apresentamos a seguir uma combinao dos critrios operacionais propostos porChapanis (1991), Shackel (1991) e Nielsen (1995), ou seja as formas propostas pelosautores para se definir facilidade de uso e eficcia de maneira observvel e mensurvel.

facilidade de inicializao (tempo necessrio para se instalar o programa e iniciarsua utilizao);

facilidade de aprendizado (tempo necessrio para aprender um conjunto bsicode operaes que permitem ao usurio iniciar suas tarefas);

facilidade de memorizao (o sistema deve ser fcil de lembrar, de maneira queo usurio ocasional seja capaz de reutiliz-lo sem ter que reaprend-lo).

eficcia (o conjunto de tarefas especificado deve ser completado acima dopatamar de perfomance definido);

eficincia (uma vez que o usurio aprendeu a utilizar o sistema, um alto nvel deprodutividade atingido);

taxa de erros (quantidade de erros cometidos e tempo para corrigi-los);

versatilidade (nmero de diferentes funcionalidades que o sistema oferece);

flexibilidade (o sistema deve permitir variaes na forma de realizao da tarefae no ambiente de realizao);

atitude (a tarefa deve ser realizada dentro de nveis definidos como aceitveis emtermos de cansao, desconforto, frustrao e esforo pessoal);

satisfao (uso continuado do sistema de forma estimulada).

Mais recentemente, alguns autores da rea de interao-humano computador passaram aquestionar o foco excessivo da usabilidade na melhoria da eficincia e da produtividadeno trabalho. Preece et al. (2002) argumentam que o design de sistemascomputadorizados deveria se preocupar tambm com a experincia do usurio, ou seja,em como o usurio se sente ao interagir com o sistema.


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Figura 1: metas de usabilidade [dentro do crculo] e metas de experincia [sobre acircunferncia] | Fonte: traduzido e adaptado de Preece et al., 2002: 19.

Os autores que seguem essa tendncia se preocupam principalmente em criar sistemaque alm de fceis de usar sejam divertidos, prazerosos e esteticamente agradveis. As

pesquisas tentam investigar a questo do prazer obtido na interao de forma maisdetalhada. Os resultados apontam alguns aspectos que contribuem para uma interao

prazerosa: ateno, ritmo, jogabilidade, interatividade, controle consciente einconsciente, engajamento e estilo de narrativa empregados no projeto do sistema.

Convm ressaltar que a avaliao de usabilidade em software educativo deve ser guiadano somente por critrios ergonmicos como os que so discutidos nos estudos deGamez (1998), mas tambm por aspectos pedaggicos (programas de ensino, objetivos,formas de avaliao), cognitivos (forma de aquisio do conhecimento, a maneira comoo conhecimento guardado na memria), psico-pedaggicos (motivao,individualizao da aprendizagem), ldicos (referentes ao carter de jogos, brinquedos edivertimentos) e scio-culturais (oportunidade de uso do computador, intercmbiocultural, questes associadas cultura do usurio e sua formao), conforme argumentaGladcheff (2001) .

3.2 Princpios de usabilidade

Uma outra forma de se considerar a usabilidade em termos de princpios de design.Esses princpios so abstraes genricas cujo objetivo orientar designers durante odesenvolvimento de sistemas. Estes princpios so derivados de conhecimento terico,resultados de pesquisas empricas e, por que no dizer, senso comum. Eles tendem a serredigidos de forma prescritiva, sugerindo aos designers o que fazer e o que evitar em


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suas interfaces, mas sem a inteno de trazer recomendaes sobre a forma especficaque os elementos da interface devem tomar.

Apresentamos a seguir uma comparao dos princpios de usabilidade propostos por Nielsen (1995), Mayhew (1992), Shneiderman (1998), Marcus (1997) e Bastien eScapin (1993) para nortear o projeto de sistemas computadorizados interativos. Apesarde utilizarem expresses diferenciadas, verifica-se o consenso entre esses autores no quediz respeito aos princpios mais relevantes, como simplicidade, compatibilidade com ousurio, consistncia, feedback, minimizao da carga na memria de curta durao,

preveno e fcil correo de erros, controle e flexibilidade. Muitos desses princpiosserviram, mais recentemente, de base para a construo de checklists dedesenvolvimento e avaliao de softwares educativos.

autores que promovem o princpio

princpios Nielsen Mayhew Shneiderman MarcusBastien &

Scapin

simplicidade X X X X

clareza no dilogo X X X

compatibilidade com o usurio X X X X X

compatibilidade entre produtos X

compatibilidade com a tarefa X X X

compatibilidade com o contexto X

consistncia X X X X X

feedback X X X X X

minimizao da carga damemria de curta durao

X X X X

mensagens de erro claras X X

preveno, proteo e fcilcorreo de erros

X X X X X

providenciar help online edocumentao sobre o sistema

X X

familiaridade X

autores que promovem o princpio

princpios Nielsen Mayhew Shneiderman MarcusBastien &

Scapincontrole do usurio sobre osistema

X X X X

flexibilidade | personalizao X X X X

tecnologia invisvel X

robustez tcnica

grupamento funcional explcito X X

legibilidade e leiturabilidade dasinformaes apresentadas

X

informao contextual para atomada de decises

X


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cdigos significativos X

Tabela 1: comparao dos princpios de usabilidade propostos por diversos autoresFonte: Gomes & Padovani, 2005.

3.3 Envolvimento do usurio no projeto de software educativo

A caracterstica principal de um projeto que leva a um produto de boa qualidade oenvolvimento do usurio, ou design centrado no usurio. O objetivo de tcnicas de

projeto centrado no usurio o desenvolvimento de produtos teis e usveis.Usabilidade o conceito chave em como auxiliar os usurios nas suas atividades. Os

benefcios da usabilidade incluem aumento de produtividade, melhoria da qualidade detrabalho, reduo nos custos de suporte e treinamento e aumento da satisfao dousurio. A usabilidade ser conseguida atravs da participao de usurios potenciais no

projeto do sistema. A ISO 13407 (1999) Human-centered design processes forinteractive systems sugere que a participao do usurio essencial para que requisitosrelevantes dos usurios e das tarefas possam ser identificados quando da especificaodo sistema. A participao do usurio mais eficiente se acontecer nos estgios iniciaisdo desenvolvimento do sistema, pois o custo envolvido em mudar durante e,

principalmente, aps o desenvolvimento do sistema bem mais alto.

Concordamos com Moraes (2003) quando a autora afirma que:

"tradicionalmente, a preocupao com a usabilidade s ocorre no final do

ciclo de design, durante a avaliao do produto j finalizado. Resulta que

poucas modificaes so implementadas e se algumas realmente

substantivas o so implicam em custos elevados. Tem-se, ento, que desde

o incio da atividade projetual a considerao com a usabilidade a

ergonomia - deve estar presente. O modo mais bvio de obter informaes

sobre as atividades da tarefa relacionadas com as comunicaes einteraes das pessoas com os sistemas observ-las ao realizar tomadas

de informao, acionamentos, deslocamentos, comunicaes e perguntar

como e porque o fazem".

Criar um software educativo com qualidade significa observar detalhes em cada umadas etapas de produo do mesmo. Trata-se da criao de um sistema dinmico comespecificaes e requisitos especficos quanto interao com o usurio e seu impactosobre a aprendizagem (Gomes e Wanderley, 2003). Freqentemente, interfaces socriadas a partir da especificao das tarefas que deveriam ocorrer mediante seu uso. Nocaso do design de um software educativo, a anlise de tarefas insuficiente. Sonecessrias a anlise e a considerao do processo de ensino e aprendizagem

experimentado por usurios, professores e alunos. Portanto, procedimentos deconcepo deveriam ser permeados de testes de usabilidade que considerassem verificarse tais aspectos, como a aprendizagem de conceitos especficos, o currculo e a estruturada prtica de ensino, so implementados na interface.

Do ponto de vista dos usurios finais de um software educativo, os alunos, a principalmeta do sistema seria o aprendizado semntico. Entretanto, para que esse aprendizadosemntico ocorra, h a necessidade de aprendizado sinttico, ou seja, aprender comoutilizar as ferramentas do sistema para realizar ento as atividades educativas que


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levaro ao aprendizado semntico. Neste contexto, torna-se evidente a importncia dafacilidade de dilogo entre o usurio e o sistema computadorizado, pois caso a operaodo sistema seja algo dificultoso para o usurio, esta atividade competir por recursoscognitivos com a tarefa principal de aprendizado de contedos, degradando a

performance em pelo menos uma das tarefas. Da mesma forma, um dilogo dificultoso pode diminuir o interesse do usurio pelo software, mesmo que seu contedo lheinteresse, prejudicando o aprendizado semntico.

Porm, antes que o software educativo esteja sendo utilizado pelos alunos, houve todoum trabalho de planejamento, realizado por seus usurios indiretos: os professores. Paraesses usurios, necessrio que o sistema seja fcil de instalar, de operar e que forneainstrues claras sobre como integr-lo nas atividades didticas de ensino-aprendizagem. Carraher (1990) argumenta que um software educativo por si s no um estimulante para o aprendizado, pois seu uso precisa estar apoiado numaintegrao entre os envolvidos e as demais tarefas do contexto.

Mas nem sempre o software estar sendo utilizado em sala de aula. Ocorrero situaesem que o mesmo ser levado para a casa do aluno e parentes tambm atuaro comofacilitadores ou co-usurios. Para estes usurios ocasionais, importante que o sistemaseja de fcil instalao e que as ferramentas do software sejam de fcil entendimento ememorizao, pois assim o parente poder auxiliar o aluno nas atividades escolares semter que lidar com dificuldades operacionais.

Verifica-se, portanto, a necessidade da participao de todos osstakeholders envolvidosna utilizao do software educativo. Um processo de design iterativo que inclua eintegre a participao de professores, orientadores, pedagogos e alunos, certamente trarcomo resultado um sistema mais compatvel com o perfil desses usurios diretos eindiretos e, conseqentemente, uma melhor usabilidade.

3.4 Mtodos de avaliao de usabilidade aplicveis a software educativo

A avaliao uma atividade muito importante no ciclo de design iterativo. Nos ltimosanos, a comunidade de ihc tem desenvolvido e testado uma ampla gama de mtodos

prticos, alguns dos quais podem ser aplicados a softwares educativos. Existematualmente, inclusive, ferramentas de avaliao dirigidas a alunos, pais e professoresdisponveis online. Comunidades educativas tambm criaram o hbito de disponibilizarem seus sites os resultados de avaliaes de software educativo para dar suporte a

professores na escolha de material educativo (ex.: UNESCO ICT in Education, NETSfor Teachers, Southern Region Educational Board USA, SuperKids EducationalSoftware Review).

Na rea de usabilidade h diferentes abordagens para a avaliao de interfacescomputadorizadas. Cada abordagem adota seus prprios critrios, procedimentos, foco etem, conseqentemente, maior ou menor aplicabilidade dependendo do sistema em

processo de avaliao. Tambm h diferenas no que concerne expertise tcnica,custos, ambiente e equipamentos necessrios conduo da avaliao.

Lansdale & Ormerod (1995) propem quatro categorias para caracterizar as abordagensde avaliao de usabilidade: testes de usabilidade; guidelines, standards e checklists;modelagem formal; e inspeo por especialistas. Essas mesmas categorias aparecem nasclassificaes de Chapanis (1991), Shackel (1991), Christie et al. (1995), Dix et al.


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(1998) apesar de utilizarem nomenclaturas um pouco diferentes e alguns dos autoressugerirem tambm sub-categoriais.

Testes de usabilidade: Esta abordagem se baseia no princpio de produo deprottipos e captura de dados observando a interao dos usurios com o sistema. Paraque os resultados desses testes sejam vlidos, importante recrutar usuriosrepresentativos do pblico alvo e escolher tarefas realistas para serem realizadas duranteos testes. Tambm importante decidir que tipo de dados se deseja obter e como aanlise ser realizada como parte do planejamento dos testes.

Guidelines, standards e checklists: Guidelines so recomendaes sistematicamenteorganizadas para orientar o design ou a avaliao de certos aspectos da interface.Standards so guidelines exaustivamente discutidos por instituies especializadas quese tornam ento normas. Checklists so baseados em guidelines e standards e consistemem uma srie de questes agrupadas em categorias, cujas respostas do um indicativo daqualidade do software. Essa abordagem composta de ferramentas de transferncia,

pois especialistas em ergonomia e usabilidade formulam guidelines e checklists quepodem ser aplicados por desenvolvedores e avaliadores no especialistas.

Modelagem formal: O objetivo desta abordagem definir propriedades de interao dainterface e identificar as habilidades cognitivas necessrias para sua utilizao, prevendoa performance do usurio. A modelagem pode ser utilizada para indicar pontos crticosda interface onde a ocorrncia de erros e incompatibilidades mais provvel e entooptar por solues particulares de design. Alguns exemplos de mtodos de modelagemso GOMS, KLM, TAG e HTA.

Inspeo por especialistas: Consiste na emisso de pareceres sobre a qualidade dosoftware com base em um conjunto de princpios (heursticas) ou pela simulao darealizao de uma srie de tarefas (abordagem walkthrough). Esses especialistas podem

ser da rea de usabilidade, cujo propsito maior inspecionar a interface em termos desua facilidade de uso, ou especialistas no domnio, os quais avaliam a correo docontedo, estruturao e atividades disponibilizadas aos usurios. Os mtodos maiscomuns so a avaliao heurstica e a abordagem walkthrough.

No contexto da avaliao de usabilidade de interfaces educativas, somam-se scategorias anteriores trs perspectivas que orientam a realizao de testes deusabilidade. Cada uma delas distingue-se das demais pelo foco de estudo. A primeiraclasse corresponde aos testes de usabilidade centrados no artefato. A segunda classefocaliza sua anlise na aprendizagem, mediada pela anlise das adaptaes cognitivaconforme modelo construtivista. A terceira classe de testes analisa os contextos sociaisde uso das interfaces.

Testes centrados no artefato: A primeira classe de testes de usabilidade engloba ostestes que permitem descrever as interfaces sem que haja necessidade de interpretarfatores implicados em processos cognitivos. Nessa classe encontram-se os teste do tipochecklist, ou usabilidadeguideline, e testes baseados em princpios de design (Norman,1988).

Testes centrados na aprendizagem: A segunda classe de testes de usabilidaderelaciona testes que descrevem o uso da interface pelo usurio, com o foco da anlise naao do usurio. O modelo terico de base construtivista e a unidade central de anlise


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o conceito piagetiano de esquema mental. Em alguns testes a ao relaciona-se comaprendizagem (Gomes, 1999). Esse modelo permite analisar a aprendizagem deconceitos que ocorre ao longo do processo de adaptao do usurio ao uso da interface.Diferente da abordagem anterior, podem-se analisar estratgias de realizao de tarefas e

a aprendizagem mediada em processos de adaptao anlise da aprendizagemmediana.

Testes centrados no contexto social: A terceira classe de testes analisa a afinidade deuso da interface, ou seja, a interao entre o usurio e a interface. A unidade de anlise a atividade, unidade mista composta de processos cognitivos e artefatos mediadores.

4 Design interativo de software educativo

O design iterativo uma forma simples de integrar processos de inovao de

escuta das necessidades dos usurios no design de aplicaes educativas. Existe

uma grande lacuna na literatura sobre aplicaes educativas, que tendem a mostrar

os pontos negativos e formas de avaliao. A criao de aplicaes educativas um

processo misto de pesquisa e de concepo que precisa ser entendido em sua

dinmica de prticas. Nesse curso comunicaremos o processo de design iterativo

dentro da cultura de engenheiros de software educativos.

O design interativo apresenta-se como um processo cclico desenvolvimento de softwareeducativo centrado no usurio. O Design Iterativo (Nielsen, 1995) fundamenta-se naidia de se desenvolver o sistema aperfeioando por aproximaes sucessivas, estassubmetidas a testes e refinamentos a fim de se obter um produto final que responda aosrequisitos levantados na fase de contextualizao do problema. Cada iterao objetivaidentificar e corrigir certos problemas de usabilidade mais evidentes, que podem at vira encobrir outros, e desse modo promover reparos no learnware.

Figura 1: Estrutura de Design Iterativo.

O Design Iterativo funciona como uma alternativa a minimizar os problemas deusabilidade em software educativos, fazendo com que estes atendam as necessidades de

professores e alunos no que diz respeito aprendizagem dos conceitos matemticosrelacionados a fraes.

Na criao de software educativo, faz-se necessrio que o projeto seja orientado poraspetos do processo de aprendizagem dos conceitos visados e da prtica de ensino. O

Design Iterativo projeto de um learnware, seja de software educativo, seja de ambientesvirtuais de ensino, deve ser abordado de forma sistemtica em suas mais diversasdimenses. Deve-se observar a identificao de requisitos no funcionais para que seuuso leve os usurios a um determinado esforo cognitivo produtivo atravs da interaocom o software, at que eles aprendam.


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4.1 Entendendo o usurio e suas atividades

Parte dos requisitos de um software educativo visa facilitar o uso dos usurios finais.Tais aplicaes podem ser usadas em diversos contextos e por diferentes conjuntos deusurios. Pode ser usado por um usurio apenas, ou por mais de um usurio. Estes

podem encontrar-se lado a lado ou estarem distantes uns dos outros interagindo atravsde ambientes virtuais (Bricker, 1993).

Alguns aspectos da interface de software educativos que interferem na atividadede sala de aula, ou em laboratrio de informtica. Observamos que a maioria dossoftwares construda dentro de um paradigma especfico que projeta o software numcontexto da atividade com apenas um usurio. Parece no haver uma preocupao emobservar a atividade normal de um professor num laboratrio de informtica educativa

para a partir dessa observao gerar requisitos que promovam o design de ferramentasadequadas, num processo conhecido como design centrado no usurio (Bevan, 1997), edesse modo, atender as necessidades de professores e alunos no contexto.

Entender a prtica no contexto de uso da aplicao orienta igualmente o projetoda interface (Nardi, 1996). A partir da analise de estudo do contexto, torna-se explicita aclasse de requisitos que so destinados a informar o designer de como as funesatendem as necessidades dos usurios no contexto de uso. Adota-se para tal os preceitosda Teoria da Atividade (Leontev, 1975) dada seu alto grande de abstrao, utilizada

para a modelagem da atividade de usurios e grupos de usurios. Para essa teoriaqualquer atividade humana mediada e, portanto suas estruturas so passveis deanlise. A utilizao desse modelo permite expressar as relaes que existem entre oselementos que estruturam uma atividade. A partir da identificao desses elementos,fica mais simples inferir requisitos que uma interface, a ser inseri no contexto da mesmaatividade, deve possuir (Martins e Daltrini, 1999).

Mtodos de pesquisa etnogrfica ficaram populares no campo de estudo deinterao usurio mquina. Estes mtodos de pesquisa so usados no design de umagrande variedade de produtos (Kujala, Kauppinen e Rekola, 2001). O uso destes demtodos para o desenvolvimento de produto caracteriza-se como forma de reunirexigncias de clientes para avaliao de campo de uso de novos produtos e servios. Aexecuo destes mtodos inclui trabalho de campo em condies reais, com uma

perspectiva objetiva e com ricas descries das pessoas, ambientes e interaesexistentes. Engloba o entendimento amplo das variveis ambientais e do contexto de usodos produtos que esto sendo projetados.

O estudo de Lins e Gomes (2003) foi realizado atravs da observao das aulasdesenvolvidas pelos docentes em laboratrios de informtica, ou seja, contexto natural

de uso do software. Os resultados obtidos com o estudo dos episdios detectaram vriostipos de demandas por interao do professor em aulas que usam o softwareeducacional: demandas por interaes de alunos que no tinham familiaridade com ocomputador, demandas de alunos que no conseguiam navegar, nosoftware, por falta declareza das instrues dosoftware; demandas por dificuldades dos alunos em relao aocontedo; demandas por limitaes tcnicas dossoftwares; e demandas por que o alunono entende o feedbackdosoftware. Em geral, a quantidade de demandas interferia nodesenvolvimento da aula, dificultando a interao do professor. A partir dessa anlise daestrutura das atividades que ocorrem em sala de aula possvel gerar requisitos para as


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aplicaes de forma a adequ-las. Aps a anlise da estrutura das atividades, procedemos novamente com a anlise de necessidades associadas a cada uma dasdimenses da atividade. Identificamos assim, necessidades relacionadas: aos usurios(user needs), as regras (rules needs), a comunidade (community needs), a diviso do

trabalho (work needs), ao objeto (object needs).

4.2 Requisitos do sistema a partir de uma anlise do domnio

O primeiro momento de um projeto de um software educativo corresponde identificao do domnio a ser veiculado, em termos de conceitos ou camposconceituais. Entendemos por domnio o campo conceitual a ser apresentado na interface.O domnio de aplicao de um software pode ser distinto como geometria e linguagemde programao. Para o projeto de um software educativo so identificados os domniosdesde o inicio do projeto. Os requisitos esto relacionados com o que a interface deve

prover em termos de aprendizagem.

A identificao das necessidades relativas ao domnio tem a funo de orientar

na elaborao de casos de uso, funcionalidades, que esto em conformidade com aproposio de situaes Adequadas aprendizagem dos conceitos do domnio. Casos deuso so gerados de forma orientada a necessidades dos usurios elevando o nmero dedados sobre a aprendizagem dos usurios que considerada na especificao do sistema.A anlise da aprendizagem do domnio permite identificar requisitos associados aodomnio visado da aprendizagem quando esses no so encontrados na literaturaespecializada. Esta complementa ou compensa a ausncia de fontes bibliogrficas dedados.

As fontes de informaes sobre a elicitao de requisitos relacionados aodomnio so os peridicos sobre a aprendizagem de conceitos especficos. De umaforma geral, a eficcia do software em provocar a aprendizagem depender do grau em

que lida com o conhecimento e com concepes que os alunos tm (Carraher, 1990, p.36). Esse tipo de fonte de informao j era recomendado por Carraher (Ibid.) quesugeria que equipes de produo de software educativo precisariam incluir especialistasem aprendizagem e desenvolvimento cognitivo, mas que tenham entendimento edomnio sobre os resultados oferecidos pelas publicaes sobre aprendizagem deconceitos especficos.

Em reas como o Ensino da Matemtica e Cincias, os dados de pesquisasacerca da aprendizagem de conceitos so abundantes. Algumas reas so menos

privilegiadas em termos de resultados de pesquisa, como o caso de reas tcnicas deformao profissionalizante. No caso da ausncia de literatura suficiente acerca do

processo de aprendizagem do conceito do domnio, a alternativa a realizao de

estudos sistemticos. A partir dos resultados obtidos na pesquisa bibliogrfica e/ou comestudos empricos relacionados ao domnio, pode-se sintetizar as necessidades dosusurios a serem atendidas pela interface relacionadas ao domnio.

4.3 Prototipagem rpida de interfaces educativas

Durante a realizao de estudos para elicitao de requisitos e identificao denecessidades dos usurios, duas alternativas de procedimentos podem ser ponderadas deciso. A primeiro a realizao de um estudo para anlise das atividades no contexto,


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sem o uso de prottipos. Uma segunda opo seria realizar estudos nas quais tenta-seconstruir prottipos diversos do produto final usando como artefato um sistema similar.Conforme a flexibilidade dos prottipos eles podem ser considerados leves (cenriosargumentativos) ou tangveis (feitos de papel ou de algo similar). A construo dos

prottipos pode seguir diferentes nveis de fidelidade com o produto final. Uma formade aproximar verses de baixa fidelidade do formato de produtos finais seguindoguidelines ou guias de recomendao de plataformas ou de tipos de produtos. Existeainda a possibilidade de criarmos personagens fictcios representativos de um usuriocom caractersticas mdias para imaginar como ele usaria nossos produtos. Utilizamostodas essas tcnicas em nossos projetos, as quais descrevemos a seguir.

4.3.1 Cenrios

O termo Cenrio possui muitos e variados significados na literatura de diferentesreas, desde do planejamento estratgico, engenharia de software at HCI. Essessignificados tm um determinado ncleo que nos remete a uma forma de representao,

em forma de narrativas, de prticas humanas. No projeto de sistemas interativos, oscenrios so usados para representar formas de uso futuras e hipotticas, antecipando avisualizao de problemas que possam vir a acontecer. Cenrios so caracterizadoscomo sendo hipotticos, seletivos, no entanto, conectados com uma realidade. Oscenrios necessitam est em harmonia com a situao que se deseja considerar.

Em um artigo recente, Bdker (2000) prope trs razes principais para elaborarcenrios no design interativos de dispositivos: a possibilidade de antecipar soluesfuturas situadas no presente, sua capacidade de ilustrar solues alternativas e ainda

permitir a anlise dessas solues alternativas para identificar problemas potenciaisantes do produto estar terminado. O resultados das anlises desses estudos geram casosde uso, cujos cenrios, seqncias bsicas e excees, so descritas de tal maneira a

atenderem as necessidades dos usurios em seu contexto. Pode-se tambm utilizar oscenrios a partir de resultados de trabalhos etnogrficos.

A anlise de cenrios de uso permite a realizao de estudos iniciais da adequao deinterfaces educativas (Gomes et al. 2002) para verificar se a mesma promove aemergncia de situaes favorveis aprendizagem de conceitos do domnio. Trata-sede uma maneira de antecipar e permitir o estudo de fatores humanos da interface paraidentificao de requisitos do domnio e relativos ao processo de mediao a ser

promovido com a mesma.

Em um trabalho recente, Falco (2004) utilizou a tcnica de cenrios seguida de umaobservao etnogrfica da prtica de alfabetizao na educao infantil para gerar

prottipos tangveis de livros interativos. A etnografia revelou as principais dificuldade

e necessidade de uma professora dentro da sala de aula com muitas crianas. Cenrioshipotticos otimistas e pessimistas foram criados para antecipar o uso com umdispositivo que permitia projetar imagens de um livro. Uma grande quantidade derequisitos foi identificada durante esse processo.

4.3.2 Gerao de prottipos de baixa fidelidade

Uma das formas mais eficientes de balizar o projeto de uma interface educativa atravs da verificao constante no nvel de aderncia dos produtos aos requisitos dos


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mesmos. Aps a realizao de cenrios que representam a utilizao dos sistemas aquiconsiderados como prottipos leves -, um segundo tipo de prottipo pode ser realizado.Com uma maior quantidade de requisitos conhecidos realiza-se a construo e testes deverses tangveis das interfaces. A construo produz prottipos na forma de mockups.

Os prottipos podem ser avaliados atravs de mtodos de anlise da tarefa e da anliseinstrumental como descreveremos a seguir. Com base nos resultados dos testes deusabilidade, realizam-se as alteraes necessrias na interface e esta submetida em suaverso final a testes de usabilidade envolvendo especialistas e usurios finais.

Uma referncia recente e bem acolhida na rea de design interativo, Snyder (2003) baseia o processo de prototipagem rpida em sua experincia frente de dezenas de projetos executados no contexto de mercado. A autora descreve um processo pararealizao de ciclos de prototipagem rpida definindo o que acontece nos diversosmomentos dessa atividade, quem so os responsveis e o tempo previsto em cadaatividade. De uma forma geral, os ciclos de prototipagem rpida so compostos de:

Reunio inicial Nesse encontro se discutem objetivos, riscos e preocupaes. Todosos participantes do projeto devem participar deste encontro. Por conta da diversidade de

profissionais envolvidos em um projeto como esse, diversas reunies so necessrias para permitir um alinhamento de vocabulrio e a definio de instrumentos que vopermitir a comunicao e a fluidez do trabalho coletivo.

Recrutamento de usurios Essa atividade segue as recomendaes bsicas derecrutamento de usurios de testes proposta em Nielsen (1995). importante destacartambm que esse recrutamento parte do controle da metodologia de pesquisa que seutiliza nesses testes.

Design de tarefas Para a realizao dos testes de usabilidade especificam-se tarefasque sero executadas. Deve participar desta atividade o ncleo do time de

desenvolvimento, auxiliado por algum que tenha um bom conhecimento sobre odomnio daquilo que deve ser testado. A definio das tarefas deve aproximar-se do queo usurio encontrar como tarefa quando o sistema estiver construdo. Isso antecipa acaptura de feedback junto aos usurios em etapas ainda iniciais do projeto.

Criao do prottipo e walkthroughs A partir da definio dos elementos dasinterfaces que devem ser testadas so elaboradas as interfaces. Utilizando uma tcnicade grupo conhecida como cognitive walkthroughs que simula a utilizao do material

pelos usurios possvel para equipe refinar os modelos e criar seqncia de aes(script) sem a participao de usurios reais, mesmo antes dos testes de usabilidade.

Testes de usabilidade e refinamento iterativo Com os materiais e os scriptsdefinidos so executados os testes de usabilidade. A coleta pode ocorrer por meio de

gravaes de udio e/ou vdeo e posteriormente os dados so analisados. de boa prtica usar de anotaes durante a coleta de dados com os usurios. A anlise dosdados permite listar os problemas encontrados aps cada teste e revisar o prottipo antesdo prximo teste.

Priorizao de problemas e plano de ao - Nesta atividade, os problemas que noforam resolvidos so priorizados, aqueles mais graves so discutidos (bem como

possveis solues), um plano de ao para resolver os problemas encontrados elaborado e os mesmos so listados.


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Comunicao de resultados nessa etapa que a equipe de desenvolvimento tem apossibilidade de aprender e apreender a forma de agir do usurio. Um ou dois membrosda equipe (geralmente, mas no necessariamente, os especialistas em usabilidade)devem escrever um sumrio dos dez maiores problemas descobertos, disponibilizar os

resultados para a equipe de desenvolvimento, redigir um relatrio, apresentar osresultados obtidos, editar um vdeo com o walkthrough observado e criar especificaes

para a implementao da interface.

Esse processo pode ser aplicado em particular nos processos de prototipao em papel.Essa tcnica conhecida pelo seu baixo custo, seu alto potencial de gerao defeedbacke por ser de grande utilidade, alm de ser fcil de ser realizada por no-especialistas. Emum trabalho recente, Levi (2005) utilizou a metodologia de prototipagem rpida numProjeto que visa o desenvolvimento de uma aplicao multimdia a ser utilizada por

professores do ensino fundamental. A metodologia focou em eliminar problemasrelacionados com a apresentao do contedo pedaggico e da usabilidade do produto.

A tcnica de prototipagem rpida utilizada no ciclo de design iterativo (i.e. concepo, prototipagem e avaliao) da metodologia proposta comprovou-se bastante eficiente.Em apenas duas iteraes, a avaliao das primeiras verses do prottipo revelou 56

problemas de usabilidade e 24 novos requisitos que o sistema dever contemplar.

Segundo o autor, a utilizao da prototipagem em papel unificou a viso da equipe sobreas principais caractersticas do software em desenvolvimento medida que apontavalacunas de compreenso a respeito dos conceitos envolvidos. Apesar da grandequalidade dofeedbackgerado a partir das avaliaes, a prototipao em papel demandouum custo muito baixo, contabilizadas as horas de trabalho do time-ncleo e os recursosmateriais empregados.

4.3.3 Uso de guidelines e Guias de recomendao na prototipagem rpida de

interfaces educativas

H dois tipos de listas de recomendaes que podem ser utilizadas em projetos de taisinterfaces. O primeiro deles so os guias de estilo ou guidelines e o segundo so guiasde recomendao. Guidelines so mais especficos, pois so editados pelosdesenvolvedores de plataformas ou sistemas operacionais, orientando a construo deaspectos visuais e reativos de interfaces grficas (janelas, botes, barras de rolagem,etc). O objetivo tornar aplicaes consistentes entre si, facilitando a aprendizagem deuso pelos usurios. Recomenda-se que essa observncia ocorra em fases iniciais de

projeto, em fases de prototipagem. A aplicao de regras de guias de estilo interessante, pois essas se integram de regras reconhecidas pela comunidade dedesenvolvedores como corretas e seu uso j foi observado no design de projetos. Os

mais conhecidos so o guia de estilo da IBM, Microsoft (1995), Appel, Linux e Flash.Os guias de recomendao caracterizam-se pela sistematizao de um conjunto de

guidelines sugestivas para tipos especficos de sistemas interativos independente do tipode plataforma e visam orientar com boas prticas de projeto a construo das mesmas.

Na rea de aplicaes educativas, Valiati et al. (2000) apresentam um guia derecomendaes para a construo de aplicaes multimdia e um mtodo. Em um estudorecente, os autores discutem dois modelos de avaliao por meio de listas com oobjetivo de guiar a construo de software educativo, constituindo-se numa avaliao


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processual que tem por objetivo redefinir caminhos para criao de interfaceshipermdia educativa. O mtodo consiste de trs etapas: etapa de anlise, etapa deelaborao e etapa de avaliao. Na primeira identifica-se o pblico alvo, delineia-se otipo de interface e faz-se o planejamento da estrutura preliminar. Na fase de elaborao

feita a triagem de informaes a partir de mltiplas fontes para gerao das primeirasverses. Na etapa de avaliao, organizam-se estudos de caso nos quais so aplicados oscritrios definidos no guia. Os resultados da aplicao do mtodo mostram umasignificativa melhora na apresentao das aplicaes, garantindo maior controle dousurio sobre a interface, diminuindo a quantidade de erros detectados nas sesses deteste e o aumento expressivo no nvel de interatividade e satisfao subjetiva do aluno,durante os ensaios de interao realizados.

4.3.4 Criao de Personas

A concepo de produtos que pretendem servir milhes de pessoas tem sido um desafiocomumente encontrado na indstria de software. Para tentar superar as dificuldades de

atender s necessidades de inmeros usurios distintos, a criao e uso depersonagens/usurios fictcios e representaes concretas, conhecidas comopersonas,apresenta-se como uma interessante tcnica de design (Grudin e Pruitt 2002). Conformeafirma Nielsen (2002) observar os aspectos sociais e psicolgicos dos usurios permiteum melhor entendimento das motivaes que permeiam as aes desses usurios.

Alm de possibilitar a efetiva participao dos usurios no processo de design, atcnica de personas tambm reserva uma especial ateno para os aspectos sociais,

polticos e culturais caractersticos do cotidiano dos usurios estudados (Nielsen 2002).Atravs do engajamento durante um longo perodo de participantes especficos

possvel alcanar a empatia, o comprometimento e uma profunda compreenso do tipode usurio escolhido. Grudin e Pruitt (2002) apontam ainda para aspectos relativos a

valores, medos, aspiraes, entre outros atributos que podem ser abordados atravs datcnica depersona. Esta capacidade de investigar tais elementos que em outros mtodospassam desapercebidos agrega referida tcnica um diferencial importante no processode design interativo.

A tcnica de persona comumente no utilizada de forma isolada.Freqentemente aliada ao seu uso utiliza-se a tcnica de cenrios e outros mtodoscomo cenrios (Bdker, 2000). O persona tambm funciona como uma ferramentaeficiente na comunicao de dados que foram coletados atravs de outros mtodos.Segundo Calabria (2004) um aspecto importante da tcnica de persona guiar odesenvolvimento do produto a fim de que o contedo deste esteja de acordo com osobjetivos dos usurios e responda s suas expectativas.

4.4 Avaliao de usabilidade especfica para interfaces educativas

De uma forma geral, testes de usabilidade muito variados podem ser aplicados emverses intermedirias de interfaces educativas e para apresentar tais testes existe umaampla gama de referencias bibliogrficas (Hackos e Redish, 1998). Nessa partedescrevemos apenas um referencial terico e a metodologia de um teste especficoutilizado para descrever a relao entre uso da interface (interao) e aprendizagem deconceitos: Anlise instrumental (Gomes, 2005).


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4.4.1 Anlise instrumental

Apresentaremos um modelo terico e uma metodologia que servem a realizao detestes de usabilidade de interfaces de learnware para avaliar o potencial de umainterface aprendizagem de conceitos especficos, matemticos e cientficos, durantesua criao. O modelo foi definido tendo como referencial terico abordageminstrumental de Rabardel e a teoria de conceptualizao de Vergnaud.

As abordagens de avaliao de software orientadas a diretrizes so teis para orientar professores na avaliao e seleo de materiais educativos. As recomendaes sovlidas para uma ampla gama de interfaces, mas no resolvem casos de produtosespecficos. Por outro lado, abordagens usadas na indstria, como a anlise da tarefa,no permitem analisar a aprendizagem de conceitos especficos.

A proposta da abordagem instrumental a de apresentar referenciais terico emetodolgico a ser utilizada durante a realizao de testes de usabilidade de learnware,em ciclos de design iterativo permitindo avaliar se uma interface educativa promove a

emergncia de conceitos especficos quando usada por usurios representativos.4.4.1.1 Testes de usabilidade com a abordagem instrumental

Para estabelecer uma relao coerente entre a realizao seqencial de tarefas e aaprendizagem de conceitos especficos, um modelo terico precisa articular dimensesmateriais e cognitivas da atividade do usurio com uma interface. Adotou-se nessetrabalho o conceito de instrumento conforme apresentado na teoria da gnese deinstrumentos (Mounoud, 1970; Rabardel, 1995).

Segundo estes autores, um instrumento existe quando um esquema mental adapta-se auma parte especfica de uma interface e organiza aes especficas com esse artefato.Artefatos, parte de uma interface, so meios para atingir um objetivo. Os esquemas

especializam-se progressivamente, num processo de adaptao contnuo que ocorre poraproximaes sucessivas.

O conceito de instrumento permite analisar processos de adaptao do usurio interface ao longo do tempo de uso da mesma. Em sua definio original, ele ainda no

permitiria realizar inferncias sobre o conjunto de propriedades de conceitos especficosque so mobilizadas no uso das interfaces; nem sequer encontramos construtos querepresentem conceitos ou propriedades de conceitos curriculares ou escolares visados naconcepo das interfaces.

Uma forma de tornar o conceito de instrumento adequado para responder a esse tipo depergunta foi substituir da definio original o conceito de esquema mental, colocandoem seu lugar a estrutura de esquema mental proposta por Vergnaud (1997). Esse autor

descreve a estrutura interna de um esquema mental, inserindo variveis, que sovariadas representaes, como as de: objetivos, antecipaes das aes, regras de ao,invariantes (teoremas em ato, ou propriedades de conceitos especficos).

Vergnaud prope que a representao interna a um esquema composta de informaesacerca da realidade que rodeia o usurio e do uso de artefatos (regras de ao), de seusobjetivos e conhecimentos identificveis como cientficos, mesmo que implcitos e noexplicitveis pelos usurios (invariantes). As regras so conhecimentos acerca de: (i)aspectos da estrutura de problemas a serem resolvidos, (ii) caractersticas, funes e


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propriedades do artefato escolhido, (iii) aspectos subjacentes escolha de umdeterminado artefato ou, ainda (iv) aspectos subjacentes interao social e ao contextomaterial. Os invariantes so conhecimentos que correspondem a conceitos ou

propriedades de conceitos matemticos ou cientficos. A hierarquia das categorias

usados na definio do modelo est representada na Figura 1. Instrumento

o Esquema instrumental

Regras de ao

Invariantes

o Artefato

Funo do artefato

Propriedade do artefato

Figura 1. Estrutura interna de um instrumento.

Com essa definio de instrumento temos, ento, a possibilidade de finalmenterepresentar e acompanhar a aprendizagem de conceitos especficos que ocorre durante aanlise da resoluo de um problema, tendo um learnware como artefato sobre o qualrealiza suas aes.

4.4.1.2 Metodologia: Coleta e anlise dos dados

A metodologia aborda um procedimento de avaliao de interfaces no qual as variveisutilizadas so nominais teoremas em ato, funo dos artefatos, descrio da estruturados instrumentos, regras de ao; e o procedimento de anlise consiste em analisar aregularidade de emergncia de esquemas ou transformaes desses elementos, o que

permitir descrever as aes dos usurios com as interfaces e a aprendizagem mediada.

Busca-se encontrar regularidades e transformaes na estrutura dos instrumentosconstitudos ao longo do tempo. Dados so coletados com procedimentos de observao(captura de tela ou filmagem).

A codificao das aes instrumentais a primeira etapa do processo de anlise. Umaao regular associada a um esquema instrumental e a partir da o especialista infere oselementos que constituem o instrumento a partir de indcios registrados no contexto deresoluo do problema com a interface. A partir da so gerados protocolos de anlisequalitativa em forma de tabelas. Nestas, as colunas correspondem as variveis domodelo de instrumento.

Aes distintas e consecutivas so armazenadas em linhas diferentes e sucessivas databela do protocolo. As linhas do protocolo contm os elementos que constituem aes

sucessivas dos usurios. Cada ao desmembrada em uma srie de elementosconforme a definio de instrumento apresentada na seo anterior (ver exemplos emGomes, 2005). A primeira informao que figura em cada linha da tabela umadescrio bsica da ao esperada, isto , descreve-se a tarefa que executada.

Nas colunas seguintes so descritos aspectos do INSTRUMENTO que se constitui nomomento da ao do usurio. Descreve-se ento sua ORGANIZAO, em termos daestrutura do esquema que delineia como o usurio usa a interface; e informa-se oARTEFATO efetivamente utilizado na ao em ocorrncia.


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Aps a realizao da coleta de dados, estes podem ser avaliados de vrias maneiras.Avalia-se a adaptao do usurio interface ou a aprendizagem de conceitosespecficos. A primeira anlise denomina-se anlise da gnese instrumental e a segundadenomina-se anlise da aprendizagem mediada (Gomes, 1999). Neste artigo no

apresentaremos o processo de gnese instrumental, mas apenas a anlise daaprendizagem mediada.

4.4.1.3 Anlises da adaptao interface

Em primeiro lugar, analisa-se a seqncia de tarefas dos usurios com a interface,processo similar tcnica tradicional de anlise da tarefa. Nesse caso, so analisados aorganizao do esquema instrumental e os aspectos da estrutura do artefato (funo e

propriedades do artefato para o usurio). Essa anlise permite descrever a forma deadaptao do usurio interface.

A anlise da evoluo dos esquemas instrumentais permite sistematizar a organizaodo esquema mobilizado durante as aes com as interfaces, ao mesmo tempo em que

permite registrar os invariantes (propriedades dos conceitos) que so utilizados duranteas aes. Assim, possvel comparar diferentes momentos da evoluo de um dadoesquema. Isso possvel quando representamos sucessivas estruturas de um esquemainstrumental ao longo do processo de adaptao interface.

4.4.1.4 Anlise da aprendizagem mediada

A anlise da aprendizagem de conceitos especficos feita mediante a anlise dosteoremas-em-ato que so mobilizados em cada uma das tentativas de ao com osartefatos. possvel criar uma representao detalhada da conceitualizao que emergeem relao ao uso da interface educativa (Gomes, 1999). Para realizar uma anlise daaprendizagem, faz-se necessrio inferir acerca dos INVARIANTES (teoremas-em-ato,

T.E.A.) subjacentes s aes e as REGRAS de utilizao dos artefatos.A anlise da regularidade desses invariantes permite concluir se a interface de umlearnware influencia na aprendizagem de conceitos especficos.

5 Estudo de caso: desenvolvimento de software para ensino de fraes

Nesse estudo de caso descrevermos dois ciclos de iterao do desenvolvimento de

um software educativo para o ensino de fraes. Os primeiros testes de usabilidade

realizados com verses mockups do produto mostraram que a forma de interao

da interface no permite a emergncia de conceitos relacionados com o conceito de

fraes, mas de conceitos aditivos. Os resultados levam a modificaes

significativas na verso j implementada.

O conceito de frao est associado idia de diviso de um todo em partes iguais,passvel de diviso em partes iguais, at esgotar completamente esse todo considerado(Lima, 1982). Observa-se ento que a construo de um significado para o conceito defrao faz necessrio que algo seja tomado como unidade - um todo referencial. Essereferencial , no mbito social do processo de psicognese, o resultado de umanegociao entre o professor e os alunos. H diversas outras propriedades dos conceitosque precisam ser entendidas pelos alunos para que o conceito de frao sejacompletamente dominado. Fazendo referncia a um artigo clssico sobre o assunto naliteratura brasileira (Lima, 1982), dizemos com o autor, ser necessrio que a criana:


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Entenda que a soma das reparties constitudas no processo de diviso em partesiguais tem que ser percebida pela criana como igual ao todo inicial;

Perceba a unidade dividida em partes iguais e mesmo assim no alterando a totalidade,nesse caso, a conservao de quantidade, para tanto considerado fundamental. Em

suma que a criana perceba a existncia de uma totalidade DIVISVEL o todo,constitudo pela continuidade (ou agregados, no caso de coleo) e peladescontinuidade das partes;

Reconhea que uma quantidade permanece invarivel atravs das modificaes(repartio, fragmentao, etc.), i.e., ela deve compreender que estas modificaesresultam de transformaes mentalmente reversveis o que significa ter a capacidadede entender a ida e volta como aspectos da mesma ao.

Reconhea a existncia de um nmero determinado de partes (diviso ordenada daspartes cada pessoa corresponde uma parte), relao do todo com suas partes;

Considere o esgotamento do TODO, i.e., a idia de que o todo dividido em pedaosat o seu esgotamento sem resultar na existncia de RESDUOS, que interfere na

noo de frao, pois no uma parte igual inicialmente retirada, nem um todo; Observe a relao entre o nmero de partes e o nmero de cortes relao das partes

com o todo; Observe a igualdade das partes (relao entre as partes), a parte se repete como

unidade em relao ao todo.

A compreenso do conceito de frao como sendo a relao entre uma parte ou partes deum todo em si susceptvel de novas divises implica no fato de constituir mentalmente arepresentao de uma parte do todo e poder relacionar essa entidade com umarepresentao do todo. Esse entendimento possvel, mediante o atendimento ao

princpio da invarincia: a soma das fraes constitudas igual ao todo inicial;concluindo que o conceito de frao resulta do desenvolvimento dessas condies e da

coordenao entre as mesmas num conjunto de indcios de antecipao de carterintuitivo, que orientam a repartio do todo.

5.1 Definio da metfora e Prottipo: Barras de Cuisenaire

A interface do sistema apresenta a representao de dez quantidades distintasrepresentadas com cores diferentes. A ordem dos tamanhos das peas corresponde s

peas dos Blocos de Cuisenaire(Figura 2). Quando utilizamos o material concreto nopodemos facilmente realizar a vinculao dos valores numricos correspondentes a cadaquantidade a no ser falando. Isso bem realizado pelo professor que deve convencercada aluno dos valores relativos das quantidades e, principalmente, das relaes ente asquantidades. O software realiza a funo de manter atualizadas as indicaes de valores

das quantidades relativas. Alm disso, essa mesma funo entra numa lacuna que h nosmateriais disponveis para o ensino desses conceitos que a vinculao entrequantidades representadas por reas e suas representaes simblicas.


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Figura 2 - Tela principal do sistema.

A tarefa do aluno consiste basicamente em encontrar os valores correspondentes a cadauma das peas e a soluo da operao solicitada, quando pertinente. No primeiro caso,o aluno pode deslocar peas diferentes e justapor a pea referente unidade para,

atravs de estratgias baseadas em estimativas visuais, identificar os valores relativosdas peas. Com os valores individuais identificados, o aluno pode ento iniciar aresoluo da operao. Descrevemos as diferentes operaes nas partes seguintes.

5.2 Metodologia de teste

5.2.1 Alunos

Participaram do estudo seis (06) alunos da quinta srie de uma escola pblica, cada umacom uma dupla de alunos da 5 srie do Colgio de Aplicao de Pernambuco, quetinham entre 11 e 13 anos. Todos os alunos foram voluntrios pesquisa e atenderam auma solicitao de seu professore de matemtica. Os alunos tinham experincia com ocomputador, pois tinham aulas regulares de informtica no colgio. Os alunos que

participaram do experimento foram escolhidos aleatoriamente pelo seu professor dematemtica e levados para o laboratrio de computao do Colgio no qual estudam.

5.2.2 Procedimentos

Como o objetivo era analisar a qualidade do software, no procedemos com qualquerinstruo inicial. Apenas explicamos aos alunos como eles poderiam mover as peas,

para em seguida solicitar dos alunos a resoluo de problemas envolvendo operaescom fraes. Os alunos foram solicitados a encontrar uma soluo para a expresso


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proposta na caixa de expresso (CE), que so operaes envolvendo adio,subtrao, multiplicao ou diviso de fraes.

5.2.3 Material

Os observadores fizeram uso de gravador de udio, papel e lpis para observaes parte, e um programa para captura de telas (Screen Cam) que permite que a tela docomputador seja gravada para anlise das aes dos participantes da coleta de dados.

5.3 Resultados de testes com usurios

A seguir descreveremos as estratgias identificadas em nossa coleta de dados. Foramidentificadas diferentes estratgias de uso dos materiais e a partir da anlise dos

protocolos buscamos associar os conhecimento sobre fraes que possivelmenteemergia, conforme nossa interpretao.

5.3.1 Estratgia 01: Encontrar o valor das barras que se encontram na caixa debarras (CB) mediando com barras

Os alunos, aps descobrirem o valor da barra branca, utilizam a mesma como unidadede medida para as demais. Em um exemplo, a dupla 1 encontrou o valor utilizandocomo estratgia a pea branca. Nessa estratgia a barra branca usada como unidade demedida. Observa-se que o usurio no necessita pensar em termos de relao parte todo.

[Dupla 01: 530 - 535]

Agora a vez da rosa (RS), que sobreposta s 9 brancas (BR), os garotos concluem que RS

vale...

J- Bote mais pra c. D 10/15 avos.

A roxa (RX) sobreposta s BR, ocupando o espao de 4 delas.

L- Aqui d 4.

J- 4, 4/15 avos.

Na maioria das vezes preferiram encontrar o resultado da expresso atravs de clculomental e s depois comear a atribuir o valor s barras. Observa-se que os valoresatribudos s peas so valores inteiros e no valores atribudos a relaes entrediferentes partes de peas.

5.3.2 Estratgia 02: Encontra o valor da pea branca

Uma das estratgias mais observadas a determinao do valor da pea branca. A dupla1 encontravam o valor da pea branca colocando-as uma ao lado da outra na 1 linha doQuadro de resoluo (QR) numa quantidade que correspondesse ao comprimento da

pea que equivale ao inteiro na tela.

[Dupla 01: 99 - 103]

Comeam a pr o valor das barras a partir da BR; Para tanto colocam vrias delas, lado a

lado, na 1 linha do Q.C. numa quantidade tal equivalente unidade dada; Puseram 4.

L- 1/4, vai ser 1/4.

J- 1/4.


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5.3.3 Estratgia 03: Encontra o valor de peas de cor a partir de pea que no a branca

Os alunos procuram identificar os valores das peas do jogo usando como medida ocomprimento de uma pea conhecida. Esse mtodo foi mais utilizado pela dupla 02 eesse mtodo foi mais utilizado pela dupla 01.

[Dupla 01: 126 - 128]

Agora a V-E comparada ainda na C.B. com a PR e depois posta na 3 linha do

Q.C., onde atravs da visualizao, os garotos chegaram concluso que seu

valor 6/4...

[135 - 136]

Apagam todas as barras postas no Q.C. e na sua 1 linha pem a V-L e

comparando-a com a RX, encontram que seu valor 3/4.

5.3.4 Estratgia 04: O valor da branca igual ao produto dos denominadores

Os alunos concluem, a partir da resoluo de alguns problemas, que o valor dodenominador da pea branca calculando mentalmente o produto dos valores dos

denominadores que aparecem na operao expressa simbolicamente.

6 Concluses

Nesse mini-curso apresentamos uma abordagem centrada no usurio para odesenvolvimento e avaliao de software educativo. H trs aspectos fundamentaisnesse tipo de abordagem. Em primeiro lugar, necessrio gerar bom conhecimentosobre o usurio e suas prticas. Num segundo momento do ciclo, esse conhecimentoorientar na construo de prottipos variados do produto. Numa terceira etapa do ciclode projeto so realizados testes de usabilidade. No caso de aplicaes educativas, necessrio que os testes permitam captar variveis relacionadas com a aprendizagem deconceitos. Esses trs momentos so repetidos e o refinamento do produto ocorrer por

aproximaes sucessivas.

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