Implementando um sistema de Gerenciamento de

Implementando um sistema de Gerenciamento de Questões
para alunos de Ensino Fundamental
Marcelo Josué Telles
Instituto de Ciências de Ciências Exatas e Tecnológicas – Centro Universitário FEEVALE
Licenciatura em Computação
RS 239, nº 2755 CEP 93352-000 Novo Hamburgo – RS – Brasil
[email protected]
Abstract. The proposal of the present paper is to show details of development of a
system that could be used in the laboratories of computer science at schools basic
and average. They will be shown topics on each phase of modeling. The objectives
of the system are storage and instantaneous correction of questions that
understand disciplines worked in classroom, information about answers of the
student, identify the correct answers, or not and time necessary to answer each
question.
Resumo: A proposta do presente trabalho é apresentar detalhes referentes à
desenvolvimento de um sistema que poderá ser usado nos laboratórios de
informática das escolas de ensino fundamental e médio. Serão exibidos tópicos
sobre cada fase de implantação. Os objetivos do sistema são armazenamento e
correção instantânea de questões que compreendam conteúdo de matérias
trabalhadas em sala de aula, oferecer estatísticas sobre as respostas fornecidas
pelos alunos e identificar quantitativamente os acertos, erros e tempo de resposta.
1. Introdução
Este artigo apresenta o desenvolvimento de um software educativo para ser instalado nos
laboratórios de informática das escolas. Será configurado um computador responsável pelo
sistema.
Este computador armazenará as informações em um banco de dados gerenciado
pelo SGBDR (Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados Relacionais) de código fonte
aberto [Suehring 2002, p. 24] MySQL versão 5.0.27. Estes dados serão acessados por uma
interface web¹ composta por páginas desenvolvidas usando a linguagem PHP [Choi et all
2001] e também recursos de HTML (HiperText Marcup Language) linguagem de marcação
de hipertexto [Holzschlag 2004, p.130], JavaScript [Feather 1997], e CSS [Holzschlag
2004, p. 235]. Para hospedar as páginas será adotado o Servidor Apache 2 [Kabir 2002].
_________________
¹ web é a tradução literal do inglês, significa “teia” ou “rede”. Termo usado para se referenciar a rede
mundial de computadores, também chamado de WWW – World-Wide-Web.
O sistema descrito neste artigo tem como objetivo proporcionar interatividade entre
os alunos, uma vez que, será exibido um item de menu chamado “ranking”, o qual listará os
alunos e suas devidas posições com relação um ao outro.
A proposta de exibir um ranking dos alunos ocorre pelo seguinte motivo: alunos que
estão em uma mesma faixa etária tendem a desafiar seus limites de acordo com a superação
vista no outro.
Atividades com caráter competitivo proporcionam momentos de socialização
[Macedo et all 2003, p.147], por intermédio de regras que são impostas pelo jogo e,
conseqüentemente, cobrada e fiscalizada pelos jogadores. Proporciona também progressos
significativos na questão emocional e intelectual.
Para apresentar as atividades dos alunos será disponibilizada uma interface intuitiva
que promova a autonomia e seja de fácil compreensão, para captar a atenção de forma
agradável.
A solução proposta será desenvolvida usando tecnologias de fácil implementação,
que conta com uma rica bibliografia, tanto em bibliotecas quanto na própria internet, onde
facilmente encontram-se sites com conteúdos que explicam conceitos de uso e as novidades
que em breve estarão a disposição.
2. O que será necessário?
A seguir serão apresentados os recursos de hardware e software necessários.
2.1 Hardware
As ferramentas usadas para criação, hospedagem e gerenciamento serão instaladas em um
microcomputador convencional composto por: um processador de 1.0 GHZ, memória Ram
de 512 de MB, disco rígido de 20Gb 7200 RPM, placa mãe com som e rede integrada e
placa de vídeo 64 MB.
Neste equipamento será instalado o sistema operacional Windows XP Professional
Edition que será responsável pelos seguintes serviços: Apache 2.0.59, PHP 5.2.0, MySQL
5.0.27.
Os equipamentos secundários necessitam processador de 200 MHZ ou superior,
memória Ram de 32 MB, placa de rede, sistema operacional, cabos para conexão em rede
[Tanenbaum 2003, p. 3] e um browser¹.
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¹ browser é o mesmo que navegador de páginas da internet. Programa informático utilizado para visualizar e
ouvir conteúdos alojados em sites da rede mundial de computadores. Como, por exemplo, Netscape
Navigator, Internet Explorer, Opera, Fire Fox entre outros.
2.2 Softwares
O sistema será composto de páginas, que serão desenvolvidas no editor de HTML First
Page da EvrSoft [EvrSoft website (2007)]. A versão usada será a First Page 2000, que é
gratuita. Oferece recursos avançados de códigos em HTML 4.0 e mais de 450 exemplos de
comandos em JavaScript. A figura 1 mostra a tela de desenvolvimento do FirstPage 2000.
Figura 1. First Page 2000 da EvrSoft – ferramenta de criação da interface.
2.2.1 Apache
O sistema Apache foi escolhido, pois oferece velocidade e simplicidade. Este Servidor de
http é responsável por 60% dos sites da Internet [Kabir 2002, p.3].
2.2.2 PHP
Em 1994 [Castagnetto et all 1999, p.9] surgiu a linguagem PHP/FI (Personal Home Page
Tools/Forms Interpreter) primeira nomenclatura, criada por Rasmus Lerdof. Desde seu
lançamento onde tinha apenas alguns tratamentos de formulários vem ganhando adeptos e
aperfeiçoando suas funcionalidades. Com a evolução ao decorrer dos anos chegou-se ao
PHP 5.
O PHP, por ser gratuito [Converse 2001, p5], propagou-se rapidamente e fez com
que muitos livros e sites fossem criados para divulgar eficientemente a linguagem. Dentre
as vantagens do PHP, pode-se citar a portabilidade. Geralmente é possível usar o mesmo
código em diferentes sistemas operacionais [Choi et all 2001, p.XVII].
A linguagem oferece recursos poderosos, desde acesso a banco de dados até criação
de imagens, gráficos, arquivos PDF (Portable Document Format) [Adobe Acrobat website
(2007)] e manipulação de arquivos. A versão cinco, que é a atual da linguagem, aborda um
novo modelo orientado a objetos.
Outra modificação desta versão é que não será mais dado suporte ao sistema
operacional Windows 95, apesar de ser possível instalar um interpretador do PHP neste
sistema operacional, não será mais estável e suportada, pelo fato da Microsoft ter
oficialmente finalizado o suporte a este sistema operacional [Gutmans et all 2005, p. 8].
O site oficial do PHP, www.php.net, oferece uma grande fonte de explicações e
exemplos dos comandos e funções da linguagem.
A integração da interface apresentada para o usuário e o banco de dados será toda
desenvolvida em PHP. Porém, visando uma fácil manutenção e possível migração ou
mesmo acesso a outras bases de dados, o sistema adotará a biblioteca de acesso a dados
ADODB [ADODB website (2007)], que é uma biblioteca de abstração de banco de dados.
Fazendo uso desta biblioteca ou classe, como também é chamada, é possível
projetar futuras mudanças de SGBDR sem maiores dificuldades, pois a função principal
desta é dar suporte a inúmeros SGBDR’s, como os seguintes: MySQL, Oracle, Microsoft
SQL Server, Sybase, Sybase Anywhere, Informix, PostgreSQL, FrontBase, Interbase
(Firebird e variações da Borland), Foxpro, Access, ADO e ODBC.
Atualmente existem alguns instaladores PHP triad, Easy PHP entre outros, porém é
altamente recomendável a instalação manual, pois garante estabilidade e integridade do
ambiente.
Para gerenciar o banco de dados será usada a ferramenta de código fonte aberto,
PhpMyAdmin 2.6.1. Esta foi desenvolvida, também, em PHP [PhpMyAdmin website
(2007)].
O banco de dados usado nesta aplicação será criado e gerenciado pelo Software
DBDesigner 4.0.5.6, uma ferramenta de uso livre [FabForce website (2007)], com suporte
ao SGDBR MySQL. Também será usada a ferramenta disponibilizada pelo MySQL, a
MysqlControl Center 0.9.4.
3. Uso Inicial do Sistema
A figura 2, mostra a tela inicial do site que centralizará as atividades dos professores e dos
alunos.
Figura 2. Site que centralizará as atividades do professor e do aluno.
O sistema nunca exclui, definitivamente, os cadastros. São geralmente desativados.
Isso se deve a consistência dos dados, uma vez que os dados se relacionam é criada uma
dependência. Exemplo: existe a turma A, é feito o cadastro de 20 alunos, todos pertencem a
turma A. Agora deseja-se excluir a turma A. O que acontece com os 20 alunos da turma A
que foi excluída? Ficam sem turma, gerando uma inconsistência.
Inicialmente a escola recebe o sistema instalado no Servidor, com um usuário,
previamente cadastrado, cujo nome de acesso (login) é Admin e a senha (password) é
Admin.
Usando este usuário, algum professor(a) ou secretário(a) deve entrar no sistema
cadastrar as turmas existentes na escola, que é importante, pois será uma informação
obrigatória para realização do segundo cadastro, que é dos professores. Finalmente deve ser
alterada a senha do usuário Admin, por questões de segurança.
3.1 Turmas
O cadastro das turmas é composto pelos seguintes campos: Ano, Etapa, Letra,
Turno, conforme a figura 3:
Figura 3. Cadastro das turmas.
Os campos Ano, Letra e Turno são obrigatórios. A interface de cadastro obriga o
preenchimento destes, não permitindo que seja efetuado o cadastro caso não sejam
corretamente digitadas tais informações. Cada campo tem um controle independente que
controla o que é informado pelo usuário, isso faz com que não seja possível digitar, por
exemplo, um número no campo Letra.
3.2 Professores
O cadastro dos professores solicita o nome completo, um nome de usuário no sistema
(login) uma senha e alguma(s) turma(s). A figura 4 apresenta a tela de cadastro dos
professores. A esquerda é exibida a lista das turmas, deve ser associado de uma a uma ao
cadastro do professor. Todos os professores poderão fazer tudo que o usuário Admin faz.
Figura 4. Cadastro do professor adicionando as turmas a que este leciona.
Neste momento é aconselhável efetuar o cadastro das questões. Cada professor deve
criar uma unidade de ensino e criar as questões referentes a esta unidade.
3.3 Questões
O cadastro das questões é composto pelos seguintes campos: Unidade, Descrição, Figura da
descrição, Alternativa A, figura da Alternativa A, Alternativa B, figura da Alternativa B,
Alternativa C, figura da Alternativa C, Alternativa D, figura da Alternativa D, Alternativa
E, figura da Alternativa E e Alternativa Correta. A figura 5 apresenta um exemplo.
Figura 5. Exemplo de cadastro de uma questão.
Campos Descrição, Alternativa A, Alternativa B, Alternativa Correta e Unidade são
obrigatórios.
Cada questão deve estar associada a uma unidade previamente ou simultaneamente
cadastrada. Isso auxiliará no diagnóstico de correção. Será possível, por exemplo, avaliar
todas as questões respondidas ou também apenas as questões referentes à unidade de ensino
desejada.
A partir deste momento cada aluno já pode fazer seu cadastro. A figura 6 mostra a
tela de cadastro dos alunos:
Figura 6. Interface de cadastro dos alunos.
O cadastro dos alunos deve, preferencialmente, ser feito pelos próprios alunos.
Ele é composto pelos seguintes campos: Nome, Data de nascimento, turma, nome
de usuário no sistema ou login (apelido) e senha. Campos Nome, turma, login e senha são
obrigatórios.
Resumindo os passos iniciais para uso do sistema:
1 entrar com login Admin, senha Admin.
2 cadastrar as turmas.
3 cadastrar os professores.
4 trocar a senha do usuário Admin.
5 cadastrar as unidades e questões.
6 cadastrar os alunos.
4. Como Funciona o Sistema
O sistema permite que seja criada uma relação entre alunos e turmas, ou seja, quando o
aluno se cadastra ele informa em que turma esta estudando no ano atual, é possível no ano
seguinte trocar a turma, mas isso será realizado de forma automática no final do ano.
Cada turma tem um ou mais professores. Quando um aluno é cadastrado em
determinada turma é criada uma relação, tal relacionamento possibilita que este aluno
responda todas as questões de todos os professores que lecionam para esta turma.
A consulta que realiza esta operação é a seguinte:
SELECT questao.id as questao_ids, questao.descricao, questao.a, questao.b,
questao.c, questao.d, questao.e, questao.correta,
aluno.id, aluno.turma_id,
turma_has_professor.turma_id, turma_has_professor.professor_id,
professor_has_questao.professor_id, professor_has_questao.questao_id,
professor.nome, professor.id,
aluno_has_questao.questao_id, aluno_has_questao.aluno_id,
aluno_has_questao.resposta_aluno, aluno_has_questao.data_respondida
FROM questao, aluno, turma_has_professor, professor_has_questao
LEFT JOIN professor on professor.id=professor_id
LEFT JOIN aluno_has_questao on
aluno_has_questao.questao_id=professor_has_questao.questao_id
WHERE aluno.turma_id = turma_has_professor.turma_id AND
turma_has_professor.professor_id = professor_has_questao.professor_id AND
professor_has_questao.questao_id=questao.id AND questao.ativo = 1 AND
aluno.id=".$aluno_id." ORDER BY descricao;
Onde $aluno_id: é o aluno que esta logado atualmente no sistema
Esta consulta retorna todas as questões do aluno logado, levando em consideração
as questões que todos os professores da turma deste aluno tem direito de aplicar. Na
interface é exibido se o aluno respondeu, se acertou ou errou a resposta. A figura 7 ilustra
um exemplo desta listagem de questões.
Figura 7. Lista de questões para o aluno logado.
Cada aluno responde uma única vez cada questão. Porém é possível que os alunos
consultem as questões já respondidas. O sistema irá indicar, caso ele tenha errado a
questão, a resposta correta possibilitando assim uma forma simplificada de estudo.
4.1 Como se cadastrar no sistema
Quando o professor se cadastra no sistema, ele informa para quais turmas irá lecionar.
Assim todas as questões que lhe são permitidas, serão disponibilizadas para seus alunos.
Um professor pode cadastrar uma questão e permitir que outros professores apliquem esta
questão em suas turmas.
Depois de efetuados os cadastros de turmas, professores, questões e alunos, o aluno
deve responder as questões.
A figura 8 mostra que a questão sobre a palavra “uva” deve ser disponibilizada para
todos os alunos das turmas do professor “Marcelo” e da professora “Ana Paula”.
Figura 8. Compartilhamento de questões entre os professores.
Esta tela indica o professor autor da questão. O mesmo não pode aplicar a atividade,
enquanto não estiver adicionado à lista (Professores(as) que tem direito de aplicar a
questão). Isso se deve ao fato de que podem existir professores que tenham desejo de criar
questões, mas as mesmas não são para seus alunos. O autor da questão é definido pelo
sistema. O autor será o professor que efetuou o cadastro da mesma.
Para cada questão cadastrada é obrigatório o preenchimento dos seguintes campos:
unidade, descrição, duas alternativas (A e B), a resposta correta e a unidade. No entanto são
permitidas até cinco alternativas (A, B, C, D e E).
Tanto para a descrição, quanto para cada alternativa é permitido anexar uma figura¹.
A figura 9 apresenta todos os campos para cadastro das questões.
_________________
¹ figura elas apresentam tamanho e formato pré-determinado, indicado nas instruções do cadastro da questão.
Para impedir o armazenamento em cachê das figuras, e proteger o sistema de informações incoerentes é usada
a função md5(). [PHP.net website 2007].
Figura 9. Interface de cadastros das questões.
Outro detalhe importante referente ao cadastro das questões é quanto ao campo
“alternativa correta”. Assim como todos os cadastros do sistema são permitidas alterações,
porém uma alteração em uma questão que os alunos já tenham respondido implica em
alterações na tabela que gerencia os acertos e erros dos alunos.
Como exemplo tem-se a seguinte situação: A pergunta. Qual a primeira letra da
palavra “uva”. E as alternativas: a)letra “o”, b)letra “u”. Cadastra-se a correta como “b)”.
Em seguida os alunos respondem a questão: a aluna Beatriz marca letra “b”, a aluna Ana
marca letra “a”, caso haja uma alteração no cadastro da questão e seja alterada a alternativa
correta para “a”, resultara que a aluna Beatriz terá errado a questão e a aluna Ana terá
acertado a questão.
No segundo momento os alunos comparam as próprias respostas com as corretas, e
os professores comparam o desempenho dos mesmos.
4.2 Informações internas
Internamente o Sistema armazena outras informações. Tais informações são
invisíveis para os alunos e professores, porém são de grande importância.
Por exemplo, o cadastro dos professores e alunos armazena uma informação
chamada id. O id serve para identificar e diferenciar cada aluno entre os demais. Tal
identificação será usada para relacionar, dentre outras identificações: a turma que pertence,
questão respondida por aluno, as turmas de cada professor, as questões que cada docente
pode aplicar, identificar o autor da questão, verificar se o aluno já respondeu a questão.
4.3 Relacionamentos
A figura 10 ilustra uma proposta de relacionamentos do sistema.
Figura 10. Relacionamentos do sistema.
4. Benefícios do Sistema
O presente Sistema adota este tipo de exercício (optar por uma alternativa), pois é de uso
muito comum em vestibulares e concursos. É possível permitir que os alunos pratiquem
este tipo de atividade de uma forma ilustrada, interativa e educacional.
O uso do sistema colabora na identificação das dificuldades dos alunos. Por
exemplo, as questões respondidas corretamente ou incorretamente, assim sucessivamente.
Esta verificação identifica a unidade com maior índice de erros, possibilitando ao docente
criar estratégias de fixação e entendimento do conteúdo.
5. Conclusões
Este trabalho destina-se a auxiliar o professor a fazer exercícios e avaliar os alunos. A
forma que será adotada para realização dos exercícios colabora para captar a atenção. Isso
se deve pelo fato de que as atividades proporcionam, como sua conseqüência, uma
competição saudável entre os alunos. É possível ter uma ampla analise quantitativa sobre
acertos e erros das questões.
Com o uso do sistema será possível identificar focos de estudos, ou seja, identificar
áreas de estudo que os alunos não obtiveram índice satisfatório de acertos. Tal decisão será
embasada nas respostas dadas pelos alunos para as questões de determinada unidade, que
será apresentada nos relatórios estatísticos.
Conclui-se que o sistema auxilia o professor, capta a atenção do aluno, promove
interatividade, oferece ao aluno uma forma simplificada de estudo.
5.1 Trabalhos futuros
O Sistema permite que sejam agregados inúmeros recursos a ele. Inserir sons e
vídeos nas questões seria uma ramificação de grande utilidade. O recurso multimídia
representa uma exigência adicional nos computadores secundários. Contudo, seria um
atrativo muito eficiente.
Seria conveniente disponibilizar uma interface que proporcionasse uma forma de
estudo mais avançada.
Para incrementar e dar continuidade a este sistema seria aconselhável adicionar um
módulo de perguntas descritivas, um módulo que realize a interpretação e a correção das
respostas.
Outro recurso de grande importância seria um corretor ortográfico.
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