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Dados Básicos
Título
Uma ferramenta para Ensino de Redes de Computadores em Ambientes Virtuais de Aprendizagem
Número do projeto
052154
Número do processo
23081.033133/2019-23
Classificação principal
Pesquisa
Data inicial
24/06/2019
Data final
31/12/2021
Resumo
Atualmente, os avanços tecnológicos promovem transformações significativas em diferentes setores da sociedade moderna, impactando diretamente no modo de produção e nas competências necessárias dos profissionais do futuro. Em decorrência desta evolução do sistema produtivo, estudiosos apontam a necessidade do desenvolvimento de novas habilidades e competências para formar profissionais para a era denominada como Indústria 4.0, a qual demandará profissionais altamente capacitados na área de redes de computadores. No entanto, geralmente os conteúdos ministrados nesta área são ministrados por meio do método tradicional de ensino, o qual apresenta diversas fragilidades, sendo incapaz de desenvolver as competências necessárias para a era da Indústria 4.0.Um agravante para esta problemática consiste no ensino de redes de computadores na modalidade de Ensino a Distância, onde os professores e alunos estão fisicamente separados no espaço e/ou tempo, onde a aprendizagem ocorre através de Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA). Este projeto propõe o desenvolvimento de uma ferramenta para o ensino de redes de computadores em AVA. Esta ferramenta implementa os conceitos de metodologias ativas para contornar as fragilidades do método tradicional de ensino e incorpora diferentes recursos de ensino-aprendizagem, tais como, simuladores, vídeos e objetos de aprendizagem. Como resultados futuros espera-se contribuir para a formação de profissionais aptos para novas demandas tecnológicas.
Objetivos
OBJETIVO GERAL Desenvolver uma ferramenta para ensino de redes de computadores em ambientes virtuais de aprendizagem. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Implementar conceitos de metodologias ativas para contornar as fragilidades do método tradicional de ensino. • Usar ontologias para representar o conhecimento a ser ensinado e para prover feedbacks sobre a aprendizagem dos alunos. • Incorporar diferentes recursos de ensino-aprendizagem, tais como: simuladores, vídeos e objetos de aprendizagem. • Abordar conteúdos relacionados com as camadas física, enlace, transporte e aplicação.
Justificativa
Atualmente, os avanços tecnológicos promovem transformações significativas em diferentes setores da sociedade moderna, impactando diretamente no modo de produção e nas competências necessárias dos profissionais do futuro. Especialistas afirmam que nossa sociedade está se projetando para adentrar em uma era denominada Indústria 4.0 (Jeganathan et al., 2018). Este termo faz referência a uma nova fase da revolução industrial, sendo que as três primeiras fases focaram respectivamente na mecanização, eletrificação e automação por intermédio de computadores. A quarta fase se difere das anteriores ao encapsular as cadeias de produção existentes como um processo de fabricação inteligente e autônomo. Para operacionalizar este conceito, estima-se que os sistemas cyber físicos atuaram controlando os processos contando com o apoio de sistemas de inteligência artificial e da Internet das Coisas. Em decorrência desta evolução do sistema produtivo, estudiosos apontam a necessidade do desenvolvimento de novas competências na formação dos profissionais do futuro. Estas competências são classificadas em quatro categorias, sendo elas: técnica, metodológica, social e pessoal (Mourtzis, D., 2018). Dentre estas, pode-se destacar de maneira não exaustiva as seguintes competências: o aprendizado contínuo, interpretação do conhecimento, a familiarização tecnológica, a criatividade, a resolução de problemas, tomadas de decisões, a liderança e transferência de conhecimento. A principal característica destas competências consiste na exploração das habilidades humanas relacionadas com a criatividade, análise, tomada de decisões e interpretação das informações, uma vez que estas habilidades são desempenhadas de maneira mais eficiente por seres humanos e o restante das atividades de caráter mais oneroso será delegada para os sistemas cyber físicos. A era da Indústria 4.0 demandará profissionais altamente capacitados na área de redes de computadores (Li et al., 2017). Dentre as competências desenvolvidas por um profissional de redes de computadores encontra-se o monitoramento e controle dos diversos dispositivos que compõem a infraestrutura de rede que dá suporte a interconexão dos sistemas cyber físicos. As medidas de controle preveem a configuração e instalação de serviços e dispositivos na rede, tais como, servidores, roteadores e comutadores de pacotes. Por outro lado, as operações de monitoramento possibilitam o acompanhar o funcionamento destes dispositivos e serviços visando identificar falhas e faltas. No entanto, geralmente a disciplina de redes de computadores é ministrada por meio do Método Tradicional de Ensino (MTE), o qual apresenta diversas fragilidades, sendo incapaz de desenvolver as competências necessárias para a era da Indústria 4.0 (Winarno et al., 2018). Neste método o professor atua como o detentor do conhecimento e ministra suas aulas de modo expositivo, normalmente usando a comunicação verbal contando com o suporte do quadro-negro, apresentação de slides e fontes bibliográficas para referências. No entanto, a aplicação deste método na disciplina de redes de computadores resulta em alunos com dificuldades em tomar decisões, pouca habilidade para trabalhar em equipe e com alta dificuldades para resolver problemas práticos. Logo, torna-se evidente a necessidade de desenvolver novas metodologias de ensino aplicáveis à disciplina de redes de computadores. Um agravante para esta problemática consiste no ensino de redes de computadores na modalidade de Ensino a Distância (EaD). No EaD os professores e alunos estão fisicamente separados no espaço e/ou tempo e a aprendizagem se dá por meio de Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA) [Campos et al. 2019]. Esta modalidade está ganhando popularidade devido a flexibilidade proporcionada ao permitir que o aluno escolha o horário que quer assistir suas aulas. Entretanto, esta separação entre professores e alunos representa um desafio ao abordar conteúdos de natureza complexa e abstrata ou que dependam de uma infraestrutura para desenvolver práticas. Os conteúdos abordados no ensino de redes de computadores envolvem ambos os tipos de conteúdo, pois a parte teórica da disciplina envolve desde esquemas de codificação de bits em sinais digitais à práticas de configurações de servidores que demandam um laboratório com pelo menos dois computadores interconectados por aluno.
Resultados esperados
O principal resultado deste projeto consiste na criação de uma ferramenta para auxiliar o ensino dos conteúdos relacionados com a disciplina de Redes de Computadores por meio de duas metodologias ativas, sendo elas a aprendizagem baseada em problemas e a sala de aula invertida. Além disso, espera-se contribuir para o aumento da eficácia do ensino destes conteúdos para o público do ensino a distância, o qual estima-se que crescerá nos próximos anos. Outra contribuição significativa será o desenvolvimento das habilidades e competências necessárias para os profissionais da Indústria 4.0.
Projeto em âmbito confidencial
Não
Projeto superior
-
Palavra-chave 1
Ensino
Palavra-chave 2
Redes de Computadores
Palavra-chave 3
Metodologias Ativas
Palavra-chave 4
Indústria 4.0
Tipo de evento
Não se aplica
Carga horária do curso
[Não informado]
Situação
Em andamento
Avaliação
Não avaliado
Última avaliação
[Não informado]
Gestão do conhecimento e gestão financeira
O projeto pode gerar conhecimento passível de proteção?
Não
Propriedade Intelectual
[Não informado]
Proteção Especial
[Não informado]
Direito Autoral - Copyright
Não
O projeto contrata uma fundação? Indique a fundação
Não necessita contratar fundação
Classificações
Tipo
Classificação
Classificação CNPq
7.08.04.00-1 ENSINO-APRENDIZAGEM
Grupo do CNPq
765 LS2R - Laboratório de Segurança de Sistemas em Rede
Linha de pesquisa
07.04.01 PESQUISA NO ENSINO DA COMPUTAÇÃO
Quanto ao tipo de projeto de pesquisa
2.05 Projeto de Pesquisa e Ensino

Plano Gestão
Objetivo Estratégico
PDI 2016-2026 - Desafios
Educação inovadora e transformadora com excelência acadêmica
PDI 2016-2026 - Desafios
Inovação, geração de conhecimento e transferência de tecnologia
Participantes
Matrícula Nome Função Carga Horária Período
@{matricula} @{pessoa.nomePessoa} @{funcao.descricao} @{cargaHoraria} h/semana @{dataInicial|format=dd/MM/yyyy} a @{dataFinal|format=dd/MM/yyyy}
Órgãos
Unidade Função Período
@{descricao} @{funcao.descricao} @{dataInicial|format=dd/MM/yyyy} a @{dataFinal|format=dd/MM/yyyy}
Plano de Trabalho
Metas/Indicadores/Fases
  • Meta:
    1 - Definir as tecnologias que serão usadas para desenvolver a ferramenta
    Período:
    24/06/2019 a 31/07/2019
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
    • Indicador:
      Associar uma tecnologia com as seguintes da ferramenta: o front end, o back end e a camada de persistência.
      Valor:
      [Não informado]
      Conclusão:
      0
    • Fase:
      Conteúdos das camadas superiores
      Período:
      24/06/2019 a 29/02/2020
      Conclusão:
      0 %
  • Meta:
    2 - Desenvolver uma versão da ferramenta para atender os requisitos do ensino dos conteúdos relacionados com a camada de aplicação
    Período:
    01/08/2019 a 29/02/2020
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
    • Indicador:
      Desenvolver o Módulo de Conteúdos, o Módulo Pedagógico, o Módulo de Ontologias e o Módulo de Recursos e desenvolver um estudo de caso considerando a perspectiva da camada de aplicação
      Valor:
      [Não informado]
      Conclusão:
      0
    • Fase:
      Conteúdos das camadas superiores
      Período:
      24/06/2019 a 29/02/2020
      Conclusão:
      0 %
  • Meta:
    3 - Desenvolver uma versão da ferramenta para atender os requisitos do ensino dos conteúdos relacionados com a camada de transporte
    Período:
    01/03/2020 a 31/07/2020
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
    • Indicador:
      Desenvolver o Módulo de Conteúdos, o Módulo Pedagógico, o Módulo de Ontologias e o Módulo de Recursos e desenvolver um estudo de caso considerando a perspectiva da camada de transporte
      Valor:
      [Não informado]
      Conclusão:
      0
    • Fase:
      Conteúdos das camadas intermediárias
      Período:
      01/03/2020 a 31/12/2020
      Conclusão:
      0 %
  • Meta:
    4 - Desenvolver uma versão da ferramenta para atender os requisitos do ensino dos conteúdos relacionados com a camada de rede
    Período:
    01/08/2020 a 31/12/2020
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
    • Indicador:
      Desenvolver o Módulo de Conteúdos, o Módulo Pedagógico, o Módulo de Ontologias e o Módulo de Recursos e desenvolver um estudo de caso considerando a perspectiva da camada de rede
      Valor:
      [Não informado]
      Conclusão:
      0
    • Fase:
      Conteúdos das camadas intermediárias
      Período:
      01/03/2020 a 31/12/2020
      Conclusão:
      0 %
  • Meta:
    5 - Desenvolver uma versão da ferramenta para atender os requisitos do ensino dos conteúdos relacionados com a camada de enlace
    Período:
    01/03/2021 a 31/07/2021
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
    • Indicador:
      Desenvolver o Módulo de Conteúdos, o Módulo Pedagógico, o Módulo de Ontologias e o Módulo de Recursos e desenvolver um estudo de caso considerando a perspectiva da camada de enlace
      Valor:
      [Não informado]
      Conclusão:
      0
    • Fase:
      Conteúdos das camadas inferiores
      Período:
      01/03/2021 a 31/12/2021
      Conclusão:
      0 %
  • Meta:
    6 - Desenvolver uma versão da ferramenta para atender os requisitos do ensino dos conteúdos relacionados com a camada de física
    Período:
    01/08/2021 a 31/12/2021
    Valor:
    R$ [Não informado]
    Conclusão:
    0 %
    • Indicador:
      Desenvolver o Módulo de Conteúdos, o Módulo Pedagógico, o Módulo de Ontologias e o Módulo de Recursos e desenvolver um estudo de caso considerando a perspectiva da camada de física
      Valor:
      [Não informado]
      Conclusão:
      0
    • Fase:
      Conteúdos das camadas inferiores
      Período:
      01/03/2021 a 31/12/2021
      Conclusão:
      0 %