OPENSMALS: um repositório aberto para auxiliar no ensino de modelagem de software empregando estratégias de aprendizagem ativa

dc.contributor.advisor-co1Steinmacher, Igor Fábio
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5529725593221391por
dc.contributor.advisor1Conte, Tayana Uchôa
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6682919653508224por
dc.contributor.referee1Magalhães Netto, José Francisco de
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3958238119785924por
dc.contributor.referee2Castro Junior, Alberto Nogueira de
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5919189481858271por
dc.contributor.referee3Mallucelli, Andréia
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4366799353224249por
dc.contributor.referee4Pinto, Gustavo Henrique Lima
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1631238943341152por
dc.creatorSilva, Williamson Alison Freitas
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7511013446343990por
dc.date.issued2020-02-06
dc.description.abstractModeling is a core topic in Software Engineering Education. Software modeling enables an in-depth understanding of specific concepts or problems using different detail levels. Unified Modeling Language (UML) has been adopted as a standard modeling language in the software industry for the graphical representation of design models using diagrams. Nevertheless, students face difficulties while learning software modeling. One possible cause is the traditional teacher-centered approach that still dominates in Computer Science. To teach software modeling effectively in computing courses, instructors who usually employed traditional methods could use active learning strategies. However, instructors are reluctant to change their teaching approaches due to several barriers that hinder the application of active learning strategies. Besides, relatively little research addresses how to mitigate them. The objective presented in this doctoral thesis is to support instructors to implement active learning strategies in software modeling teaching. To achieve this objective, we conducted a Design Science Research (DSR). DSR allowed the delimitation of the research problem, the development, evaluation and evolution of an artifact. DSR approach is an iterative process and comprises three interlinked research cycles: the Relevance Cycle, the Design Cycle, and the Rigor Cycle. During the Relevance Cycle, we carried out the feasibility analysis of the research topic. For this, we conducted a Systematic Literature Mapping to understand the main difficulties perceived by students when performing software modeling. Besides, we identified the teaching strategies applied by instructors to support software modeling teaching. We also conducted exploratories experimental studies to obtain a better understanding, from the perspective of students and instructors, of the active learning strategies identified in the literature. The Design Cycle enabled the development, evaluation, and evolution of an artifact. We proposed an artifact called OpenSMALS (Open Repository for Software Modeling Teaching using Active Learning Strategies). OpenSMALS provides specific guidelines on how instructors can apply these strategies and helping instructors to identify the active learning strategies best suit their teaching context. We performed four DSR design cycles — in four different universities — to evaluate the use of OpenSMALS. Our results show that OpenSMALS satisfactorily reduced the barriers faced by instructors, and it achieved an appropriate maturity level to be adopted by other instructors. Finally, the Rigor Cycle refers primarily to generating and using knowledge. The main foundations are knowledge related to Software Engineering Education, Active Learning Strategies, Systematic Literature Mapping, experimental studies, qualitative and quantitative analysis, focus groups, interviews, among others. The main contribution to the knowledge base is OpenSMALS itself, as a new open repository that helps instructors identify AL strategies best suited to their teaching context. Additionally, (i) the process of using of OpenSMALS in real settings serves as an example for other instructors, (ii) the investigation performed to develop OpenSMALS, (iii) the set of active learning strategies that can be used to teach UML diagrams, (iv) the aspects to be considered when implementing the strategy, and (v) the knowledge related to the analysis of impacts of the strategy in teaching UML diagram.eng
dc.description.resumoModelagem é um tópico central na Educação em Engenharia de Software. A modelagem de software possibilita que os engenheiros de software compreendam de forma aprofundada os conceitos ou problemas específicos durante o desenvolvimento de software usando diferentes níveis de detalhes. A Unified Modeling Language (UML) é um padrão de modelagem amplamente usado na indústria de software como uma linguagem para especificar sistemas de software. No entanto, os estudantes enfrentam dificuldades enquanto estão aprendendo modelagem de software empregando os diagramas UML. Uma causa possível é a abordagem tradicional centrada no professor que ainda domina os cursos de Computação. Para ensinar a modelagem de software de maneira eficaz, os professores que geralmente empregam métodos tradicionais podem usar estratégias de aprendizagem ativa. Contudo, os professores relutam em mudar suas abordagens de ensino devido às diversas barreiras que impedem a aplicação de estratégias ativas de aprendizagem. Além disso, há relativamente poucas pesquisas que tratam sobre como mitigar essas barreiras. O objetivo apresentado nesta tese de doutorado é apoiar os professores na adoção de estratégias de aprendizagem ativas no ensino de modelagem de software. Para atingir esse objetivo, esta pesquisa foi guiada pela abordagem de pesquisa Design Science Research (DSR). O DSR permitiu a delimitação do problema de pesquisa, o desenvolvimento, a avaliação e a evolução de um artefato. A abordagem DSR é um processo iterativo e compreende três ciclos de pesquisa interligados entre si: O Ciclo de Relevância, o Ciclo de Design e o Ciclo de Rigor. Durante o Ciclo de Relevância, realizou-se a análise da viabilidade do tema de pesquisa. Para isso, foi conduzido um Mapeamento Sistemático da Literatura para compreender as principais dificuldades percebidas pelos estudantes ao realizar a modelagem de software e identificar as estratégias de ensino utilizadas pelos professores para apoiar o ensino de modelagem de software. Foram também conduzidos estudos experimentais exploratórios para obter uma melhor compreensão, sob as perspectivas dos estudantes e professores, das estratégias de aprendizagem ativa identificadas na literatura. O Ciclo de Design possibilitou a o desenvolvimento, avaliação e evolução de um artefato. O artefato proposto é um repositório chamado OpenSMALS (Open Repository for Software Modeling Teaching from Active Learning Strategies). O OpenSMALS fornece diretrizes específicas sobre como os professores podem aplicar as estratégias de aprendizagem ativa, além de ajudá-los na identificação das estratégias que melhor se adequam ao seu contexto de ensino. Para avaliar e evoluir o OpenSMALS, foram conduzidos quatro Ciclos de Design – em quatro universidades diferentes – para avaliar o uso do OpenSMALS. Os resultados mostraram que o OpenSMALS reduziu satisfatoriamente as barreiras enfrentadas pelos professores e alcançou um nível de maturidade adequado a ser adotado por outros professores. Por fim, o Ciclo de Rigor refere-se principalmente à geração e o uso do conhecimento. Com isso, os principais fundamentos estão relacionados ao conhecimento sobre educação em Engenharia de Software, as estratégias de aprendizagem ativa, o Mapeamento Sistemático da Literatura, os estudos experimentais, análise qualitativa e quantitativa, Grupos de Foco, entrevistas, dentre outros. Com relação à geração de conhecimento, a principal contribuição para a base de conhecimento é o próprio OpenSMALS, como um novo repositório aberto que ajuda os instrutores a identificar estratégias de aprendizagem ativa mais adequadas ao seu contexto de ensino. Além disso, (i) o processo de uso do OpenSMALS em configurações reais serve como exemplo para outros instrutores, (ii) a investigação realizada para desenvolver o OpenSMALS, (iii) o conjunto de estratégias de aprendizagem ativa que podem ser usadas para ensinar diagramas UML ( iv) os aspectos a serem considerados na implementação da estratégia e (v) o conhecimento relacionado à análise dos impactos da estratégia no ensino do diagrama UML.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationSILVA, Williamson Alison Freitas. OPENSMALS: um repositório aberto para auxiliar no ensino de modelagem de software empregando estratégias de aprendizagem ativa. 2020. 262 f. Tese (Doutorado em Informática) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.por
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7778
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Computaçãopor
dc.publisher.initialsUFAMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Informáticapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectModelagem de Softwarepor
dc.subjectUnified Modeling Languageeng
dc.subjectEngenharia de softwarepor
dc.subjectOpenSMALSeng
dc.subjectAprendizagem ativapor
dc.subject.cnpqCIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOpor
dc.subject.userEnsino de Modelagem de Softwarepor
dc.subject.userEducação em Engenharia de Softwarepor
dc.subject.userEstratégias de Aprendizagem Ativapor
dc.subject.userRepositório Abertopor
dc.subject.userOpenSMALSeng
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br//retrieve/38644/Tese_WilliamsonSilva_PPGI.pdf.jpg*
dc.titleOPENSMALS: um repositório aberto para auxiliar no ensino de modelagem de software empregando estratégias de aprendizagem ativapor
dc.title.alternativeOPENSMALS: an open repository for teaching software modeling applying cctive learning strategiespor
dc.typeTesepor

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