Abordagem utilizando realidades aumentada e virtual para suportar cursos baseados em metodologias ativas de aprendizagem (AURAV-SCBMAA)
Ano de defesa: | 2019 |
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Orientador(a): | |
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Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos |
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
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Departamento: |
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País: |
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Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12128 |
Resumo: | Over the last few years, the evolution of Information and Communication Technologies (ICT) has impacted the interaction between people. In Education, significant changes have occurred in student behavior, and traditional teaching-learning processes have not kept pace with these changes. As a consequence, new learning methodologies have emerged, especially Active Learning Methodologies (ALM), where the student is at the center of the teaching-learning process and no longer the teacher, who becomes the tutor. Courses Based on Active Learning Methodologies (CBALM) lack broad computational support, in particular a Learning Management System (LMS) that meets the specifics of the activities of these courses. The Medicine Programme of the Federal University of São Carlos (UFSCar) employs MAA and, since its inception in 2006, the Ubiquitous Computing Group of the Department of Computing (DC) of UFSCar has been developing projects in partnership with the Department of Medicine (DMed) of UFSCar to provide appropriate computational support for this course. These projects leaded to the development of the product Educational and Academic Management Software for Courses Based on Active Learning Methodologies (EAMS-CBALM), which is the result of a partnership between DC/UFSCar, DMed/UFSCar, Teaching and Research Institute of the Sírio-Libanês Hospital, and a software house. According to the 2019 New Media Consortium (NMC) report, Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) are considered emerging technologies to be adopted in Education from 2022 onwards. The main objective of this doctoral project was to investigate the use of AR and VR to support CBALM, in particular at the UFSCar Medicine Programme. For that reason, it was proposed an approach and a software architecture, which uses AR and VR, to guide in the development of computational support for CBALM. This architecture must be coupled to the educational institution's LMS, which in the case of the UFSCar Medicine Programme is the EAMS-CBALM. In order to evaluate the proposed approach and architecture, a prototype was developed for the medical care simulation, to be employed in the Simulation Station and Self-Directed Learning activities of the UFSCar Medicine Programme. For this prototype, were implemented a Virtual Patient to dialogue with the student, and a Virtual Assistant (VA), whose algorithm uses Natural Language Processing to intermediate this dialogue. The VA algorithm obtained and accuracy of 86.21%, slightly lower than 89.66% of the service QnA Maker, but higher than 81.55% of the Machine Learning algorithm. |
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Santos, Helen de FreitasSouza, Wanderley Lopes dehttp://lattes.cnpq.br/3742302894743620http://lattes.cnpq.br/41441388212625652019-12-12T13:13:50Z2019-12-12T13:13:50Z2019-11-22SANTOS, Helen de Freitas. Abordagem utilizando realidades aumentada e virtual para suportar cursos baseados em metodologias ativas de aprendizagem (AURAV-SCBMAA). 2019. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12128.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12128Over the last few years, the evolution of Information and Communication Technologies (ICT) has impacted the interaction between people. In Education, significant changes have occurred in student behavior, and traditional teaching-learning processes have not kept pace with these changes. As a consequence, new learning methodologies have emerged, especially Active Learning Methodologies (ALM), where the student is at the center of the teaching-learning process and no longer the teacher, who becomes the tutor. Courses Based on Active Learning Methodologies (CBALM) lack broad computational support, in particular a Learning Management System (LMS) that meets the specifics of the activities of these courses. The Medicine Programme of the Federal University of São Carlos (UFSCar) employs MAA and, since its inception in 2006, the Ubiquitous Computing Group of the Department of Computing (DC) of UFSCar has been developing projects in partnership with the Department of Medicine (DMed) of UFSCar to provide appropriate computational support for this course. These projects leaded to the development of the product Educational and Academic Management Software for Courses Based on Active Learning Methodologies (EAMS-CBALM), which is the result of a partnership between DC/UFSCar, DMed/UFSCar, Teaching and Research Institute of the Sírio-Libanês Hospital, and a software house. According to the 2019 New Media Consortium (NMC) report, Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) are considered emerging technologies to be adopted in Education from 2022 onwards. The main objective of this doctoral project was to investigate the use of AR and VR to support CBALM, in particular at the UFSCar Medicine Programme. For that reason, it was proposed an approach and a software architecture, which uses AR and VR, to guide in the development of computational support for CBALM. This architecture must be coupled to the educational institution's LMS, which in the case of the UFSCar Medicine Programme is the EAMS-CBALM. In order to evaluate the proposed approach and architecture, a prototype was developed for the medical care simulation, to be employed in the Simulation Station and Self-Directed Learning activities of the UFSCar Medicine Programme. For this prototype, were implemented a Virtual Patient to dialogue with the student, and a Virtual Assistant (VA), whose algorithm uses Natural Language Processing to intermediate this dialogue. The VA algorithm obtained and accuracy of 86.21%, slightly lower than 89.66% of the service QnA Maker, but higher than 81.55% of the Machine Learning algorithm.Ao longo dos últimos anos, a evolução das Tecnologias de Informação e Comunicação impactaram na interação entre as pessoas. Na Educação, mudanças significativas ocorreram no comportamento dos estudantes, sendo que os processos de ensino-aprendizagem tradicionais não acompanharam essas mudanças. Como consequência, surgiram novas metodologias de aprendizagem, destacando-se as Metodologias Ativas de Aprendizagem (MAA), onde o estudante está no centro do processo de ensino-aprendizagem e não mais o professor, o qual passa a desempenhar o papel de tutor. Cursos Baseados em Metodologias Ativas de Aprendizagem (CBMAA) carecem de um amplo suporte computacional, em particular de um Sistema de Gestão de Aprendizagem (SGA) que atenda às especificidades das atividades desses cursos. O Curso de Medicina da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) emprega MAA e, desde o seu início em 2006, o Grupo de Computação Ubíqua do Departamento de Computação (DC) da UFSCar vem desenvolvendo projetos em parceria com o Departamento de Medicina (DMed) da UFSCar, visando a fornecer suporte computacional apropriado a esse curso. Esses projetos culminaram com o desenvolvimento do produto Software de Gestão Pedagógica e Acadêmica para Cursos Baseados em Metodologias Ativas de Aprendizagem (SGPA-CBMAA), resultado de uma parceria entre o DC/UFSCar, DMed/UFSCar, Instituto de Ensino e Pesquisa do Hospital Sírio-Libanês e uma empresa de software. De acordo com o relatório de 2019 do “New Media Consortium”, Realidade Aumentada (RA) e Realidade Virtual (RV) são consideradas tecnologias emergentes a serem adotadas na Educação a partir de 2022. O objetivo principal deste projeto de doutorado foi investigar o uso de RA e RV no suporte a CBMAA, em particular junto ao Curso de Medicina da UFSCar. Neste sentido, foram propostas uma abordagem e uma arquitetura de software, que utiliza RA e RV, para auxiliar no desenvolvimento de suporte computacional para CBMAA. Essa arquitetura deve ser acoplada ao SGA da instituição de ensino, que no caso do Curso de Medicina da UFSCar é o SGPA-CBMAA. A fim de avaliar a abordagem e a arquitetura propostas, foi desenvolvido um protótipo para a simulação de atendimento médico, a ser empregado nas atividades Estação de Simulação e Aprendizagem Auto-Dirigida do Curso de Medicina da UFSCar. Para este protótipo foram implementados um Paciente Virtual, para dialogar com o estudante, e um Assistente Virtual (AV), cujo algoritmo emprega Processamento de Linguagem Natural para intermediar esse diálogo. O algoritmo do AV obteve 86,21% de acurácia, um pouco inferior aos 89,66% do serviço QnA Maker, mas superior aos 81,55% do algoritmo de Aprendizagem de Máquina.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessInformática em saúdeEducação médicaMetodologias ativas de aprendizagemSimulaçãoSistema de gestão de aprendizagemRealidade aumentadaRealidade virtualProcessamento de linguagem naturalHealth informaticsMedical educationActive learning methodologiesSimulationLearning management systemAugmented realityVirtual realityNatural language processingCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOAbordagem utilizando realidades aumentada e virtual para suportar cursos baseados em metodologias ativas de aprendizagem (AURAV-SCBMAA)Approach using augmented and virtual realities to support courses based on active learning methodologies (AUAVR-SCBALM)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese - Helen de Freitas Santos - Versão Final.pdfTese - Helen de Freitas Santos - Versão Final.pdfTeseapplication/pdf4957153https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/1/Tese%20-%20Helen%20de%20Freitas%20Santos%20-%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf1483281117a0fe88232caf70a42ee510MD51Carta Comprovante da Versão Final.pdfCarta Comprovante da Versão Final.pdfCarta Comprovante assinada pelo Orientadorapplication/pdf2046852https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/2/Carta%20Comprovante%20da%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf9255d6d11b1d5f69af5df3a06fbdea59MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTTese - Helen de Freitas Santos - Versão Final.pdf.txtTese - Helen de Freitas Santos - Versão Final.pdf.txtExtracted texttext/plain326346https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/4/Tese%20-%20Helen%20de%20Freitas%20Santos%20-%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf.txt0cc62451955b8bf8aa415d68fd032ea3MD54Carta Comprovante da Versão Final.pdf.txtCarta Comprovante da Versão Final.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/6/Carta%20Comprovante%20da%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf.txt68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD56THUMBNAILTese - Helen de Freitas Santos - Versão Final.pdf.jpgTese - Helen de Freitas Santos - Versão Final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9528https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/5/Tese%20-%20Helen%20de%20Freitas%20Santos%20-%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf.jpgf3103e547d94eda1394fd1b608ba37cdMD55Carta Comprovante da Versão Final.pdf.jpgCarta Comprovante da Versão Final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12126https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/12128/7/Carta%20Comprovante%20da%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf.jpgb9005d402dd75ee42726a862555c38a7MD57ufscar/121282019-12-13 06:15:28.614oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/12128Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T12:58:35.837366Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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