- PPGI - Programa Pós

1
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA
DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM INFORMÁTICA
UM MECANISMO DE IDENTIFICAÇÃO FISIONÔMICA
PARA AMBIENTE VIRTUAL DE ENSINO E
APRENDIZAGEM
MARIA DAS GRAÇAS COSTA NERY DA SILVA
JOÃO PESSOA-PB
Junho-2008
2
MARIA DAS GRAÇAS COSTA NERY DA SILVA
UM MECANISMO DE IDENTIFICAÇÃO FISIONÔMICA
PARA AMBIENTE VIRTUAL DE ENSINO E
APRENDIZAGEM
DISSERTAÇÃO APRESENTADA AO CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA
NATUREZA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA, COMO
REQUISITO PARCIAL PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRE EM
INFORMÁTICA (SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO).
Orientador: Prof. Dr. Ed Pôrto Bezerra
JOÃO PESSOA-PB
Junho-2008
3
S586u Silva, Maria das Graças Costa Nery da.
Um mecanismo de identificação fisionômica
para ambiente virtual de ensino e aprendizagem /
Maria das Graças Costa Nery da Silva.- João Pessoa, 2008.
90p.
Orientador: Ed Pôrto Bezerra
Dissertação (mestrado) – UFPB/CCEN
1. Informática. 2. Segurança digital. 3. Educação a distância. 4. Ambiente virtual – ensinoaprendizagem.
UFPB/BC
CDU: 004 (043)
4
5
Dedico este trabalho a meus pais, José Marinho
Nery da Silva e Isabel Costa Nery da Silva,
incansáveis na arte de incentivar a busca do saber e
de ensinar os valores morais que devem pautar a
nossa conduta na vida em sociedade, ao meu
marido, Natanael Martins, e às minhas filhas,
Priscila e Cinthia, presentes de DEUS, razão mais
profunda da minha caminhada terrena, pessoas
sem as quais a minha vida não teria sentido.
6
“Eduque as crianças, para que não seja
necessário punir os adultos.”
Pitágoras, filósofo e matemático grego
(592 a 510 a.C.)
“Não há fé inabalável senão aquela que pode
encarar a razão face a face, em todas as épocas
da Humanidade”
(Allan Kardec)
7
AGRADECIMENTOS
Agradeço,
antes de mais nada e imensamente, a Deus, a força, coragem e por ter iluminado
meus caminhos, guiando-me na conclusão de mais essa etapa da minha vida.
Aos meus pais, José Marinho Nery da Silva e Isabel Costa Nery da Silva, o apoio
constante em todos os momentos da minha existência e por compreenderem as
razões que me levaram a não estar tão perto quanto gostaria. “Longe dos olhos,
mas perto do coração.”
Ao meu amoroso e compreensivo marido, Natanael Martins de Oliveira, as palavras
de incentivo e entusiasmo quando eu parecia desanimar, contribuindo com sua
inestimável presença, dividindo dificuldades e conquistas.
Às queridas e compreensivas filhas, Priscila e Cinthia Nery Martins de Oliveira, que
são minhas fontes de inspiração, a tolerância e consideração durante minhas
ausências nos passeios e encontros familiares e escolares, principalmente, os que
aconteciam nos finais de semana, quando minha dedicação à escrita da dissertação
se intensificava.
A minha irmã, Fátima, e aos meus irmãos, Júnior, Maurício, Gilberto, Aníbal e
Renato.
Um especial agradecimento ao meu orientador, Prof. Dr. Ed Pôrto Bezerra, pelo
desafio de me orientar mais a distância do que presencialmente por eu morar em
Recife e não, em João Pessoa. Mesmo a distância, através de TICs, esteve
presente, participando e contribuindo em todas as fases de desenvolvimento do
meu projeto de pesquisa.
Ao grande amigo de jornada acadêmica, Francisco Rocha, cujo apoio e incentivo,
nas horas de estudo e realização dos trabalhos, tanto me ajudaram a concluir, com
êxito, as disciplinas do mestrado.
A todos os colegas da pós-graduação, Ritomar, Markob, Fabrízia, André e Luís
Fernando, que muito me ajudaram no decorrer do curso, nas inúmeras horas que
8
passamos estudando na Escola de Redes e mezanino do Departamento de
Estatística.
Aos professores Antônio Carlos e Lucídio dos Anjos pelas dicas para conclusão
deste trabalho de pesquisa.
Aos meus colegas de trabalho, Tereza Cristina Morais, Brena Maroja, Mirtes Mattar,
Sérgio Gaudêncio, Marcos Rogério França, Luiz Fernando Miranda e Jairo Brito,
todos do CEFET-PE, pela liberação parcial das minhas atividades pedagógicas para
realização do mestrado.
À diretora de ensino do CEFET-PE e amiga, Tereza Dutra, pelo incentivo e
compreensão, quando precisava me afastar das atividades da coordenação da
CEAD para ir à UFPB estudar ou receber orientação do meu orientador.
Ao amigo Erivaldo, do CEFET-RN, e à amiga Cassandra, do CEFET-CE, que,
durante
os
inúmeros
encontros
realizados
pelo
MEC,
incentivaram-me,
aconselharam e deram dicas de como, trabalhando, desenvolver e concluir, com
êxito, o mestrado.
Aos alunos do Curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas do CEFET-PE e
bolsistas, Wagner Ferreira e Wagner Melo, pelo auxílio na codificação e
documentação do protótipo deste trabalho de pesquisa, tendo uma importância
fundamental na prototipagem do Mecanismo de Identificação Fisionômica (MIF).
À amiga Ângela Nascimento que, durante sua gestão na Gerência de Educação
Profissional da SECTMA-PE, incentivou-me e ajudou-me a fazer contatos com os
presídios da região metropolitana e direcionar meu trabalho para a educação
carcerária.
A todos os amigos da SECTMA-PE, em especial a Cristina Ferreira, Eneida Ferraz e
Dagoberto Ricardo pela amizade, colaboração e pelos momentos de descontração
na hora do almoço, quando estava em Recife.
Finalmente, agradeço a todas as pessoas que, direta ou indiretamente, envolveramse no processo de concretização desta etapa de minha vida e torcem pelo meu
sucesso.
9
RESUMO
O aumento da demanda pela modalidade de Educação a Distância (EAD),
os avanços das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), o surgimento e
aperfeiçoamento dos Ambientes Virtuais de Ensino e Aprendizagem (AVEA), em
particular o Moodle, apresentam-se num cenário em que se pretende minimizar
distâncias e dinamizar estratégias de acompanhamento e monitoramento dos
alunos por meio das TIC. No entanto, o AVEA Moodle, como muitos outros, não
dispõe de recursos que garantam a participação dos usuários no desenvolvimento
das atividades acadêmicas durante a realização dos seus estudos e, principalmente,
durante o processo de avaliação online. Para a solução deste problema, foi
implementado um Mecanismo de Identificação Fisionômica (MIF), com a finalidade
de incorporar a imagem do aluno ao relatório de atividades do Moodle. Desta forma,
o MIF desenvolvido captura imagens de alunos, obtidas de uma webcam, e as
incorpora ao relatório de atividades do Moodle, para o acompanhamento e
monitoramento dos seus acessos e estudos nesse AVEA. Assim, administradores,
coordenadores, professores e tutores poderão ter certeza da participação do aluno
durante a realização de suas atividades e avaliações. Como resultado, o MIF
legitima a participação do aluno no processo educativo de ensino e aprendizagem a
distância, potencializando a segurança digital na identificação do aluno, no AVEA
Moodle.
Palavras-chave: Segurança digital. Educação a distância. Ambientes
virtuais de ensino e aprendizagem. Moodle.
10
ABSTRACT
The increase in demand for DE (Distance Education) modality, advances of
(ICT) Information and Communication Technology, the emerge and improving of
virtual teaching/learning environment (AVEA in Portuguese), in particular the Moodle,
it aims to minimize distances and make the student monitoring and follow-up
strategies more productive through the ICT. Nevertheless, the AVEA Moodle, like the
others, do not have sources which guarantee the users’ participation in the academic
activities development during their studies and, particularly, during the assessment
process online. As way of solving this problem it was implemented a Mechanism of
Phisionomic Identy (MIF in Portuguese), which aims to incorporate the student’s
image in the Moodle report activities. This way, the developing MIF catches the
convicted students’ images by a webcam and icorporates them to the Moodle report
activities, in order to do the follow-up and the monitoring of the convicted students’
accesses and studies through the AVEA. So, managers, coordinators teachers and
tutors may be sure of the student’s participation while he/she is doing the activities e
assessment. As a result, MIF legitimizes the participation of students in the
educational process of teaching and learning the distance, powering the digital safety
in identifying the student, in AVEA Moodle.
Key Words: Safety certification, Distance Education, Virtual teaching and
learning environment, Moodle.
11
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Serviço de Autenticação Central com biometria ......................................19
Figura 2- Infra-estrutura da Rede PE Multidigital ......................................................39
Figura 3- Ambiente de ensino aprendizagem do presídio Feminino Bom Pastor .....40
Figura 4 - Unidades Prisionais existentes no estado de Pernambuco ......................41
Figura 5 - Cenários propostos para o MIF.................................................................43
Figura 6 - Arquitetura padrão do Moolde ..................................................................45
Figura 7 - Arquitetura do Moodle com o MIF.............................................................46
Figura 8 - Caso de Uso do MIF .................................................................................47
Figura 9 - Imagem da tela Moodle com aba Relatórios das Atividades ...................49
Figura 10 - Tela quando selecionado a aba “Relatórios das Atividades” ..................50
Figura 11 - Arquitetura cliente/servidor .....................................................................56
Figura 12 - Middleware proposto...............................................................................56
Figura 13 - Diagrama de Seqüência da Execução do MIF........................................67
Figura 14 - Digrama de Fluxo de Dados do MIF .......................................................68
Figura 15 - Tela de Cadastramento de Usuário do AVEA do CEFET-PE.................70
Figura 16 - Tela definir funções do AVEA CEFET-PE ..............................................71
Figura 17 - Tela de designação da função Aluno Especial .......................................72
Figura 18 - Tela da GUI do MIF ................................................................................73
Figura 19 - Tela da GUI quando o login e/ou senha são+ informados incorretamente
..................................................................................................................................74
Figura 20 - mdl_user do Moodle ...............................................................................75
Figura 21 - Tela da GUI quando a webcam não está conecta. ................................76
Figura 22 - Tela de apresentação do AVEA do CEFET-PE ......................................78
Figura 23 - Tela de apresentação do AVEA quando o usuário se loga pelo MIF .....79
Figura 24 - Relatório Todos os acessos antes das alterações..................................80
Figura 25 - Relatório Todos os acessos depois das alterações................................81
Figura 26 - Relatório Todos os acessos....................................................................82
12
SUMÁRIO
Capítulo 1 ..................................................................................................................13
Introdução..............................................................................................................13
1.1 Contexto do Trabalho ................................................................................13
1.2 Justificativa ................................................................................................15
1.3 Trabalhos Relacionados............................................................................16
1.4 Objetivos.....................................................................................................20
1.5 Problemática da Pesquisa.........................................................................21
1.6 Metodologia da Pesquisa ..........................................................................22
1.7 Estrutura da Dissertação...........................................................................24
Capítulo 2 ..................................................................................................................25
Fundamentação Teórica........................................................................................25
2.1 EAD..............................................................................................................25
2.2 Ambientes Virtuais de Ensino e Aprendizagem .....................................30
Capítulo 3 ..................................................................................................................38
Arquitetura Proposta..............................................................................................38
3.1 Cenários Propostos ...................................................................................39
3.2 Arquitetura Proposta .................................................................................44
Capítulo 4 ..................................................................................................................51
Infra-estrutura para o MIF......................................................................................51
4.1 Câmara de Vídeo ........................................................................................51
4.2 Arquitetura de Rede ...................................................................................54
4.3 Tecnologias de Software...........................................................................57
Capítulo 5 ..................................................................................................................65
Implementação do Protótipo do MIF .........................................................................65
5.1 Identificação do Problema e Solução Proposta ......................................66
5.2 Diagrama de Seqüência da Execução......................................................66
5.3 Diagrama de Fluxo de Dados ....................................................................68
5.4 Etapa de Cadastramento de Usuário........................................................69
5.5 Interface Gráfica do Programa Executável ..............................................72
5.6 Interface Gráfica do AVEA.........................................................................77
5.7 Interface Gráfica do Relatório de Atividades...........................................79
Capítulo 6 ..................................................................................................................83
Conclusão..............................................................................................................83
6.1 Considerações Finais ................................................................................83
6.2 Perspectivas Futuras .................................................................................86
Referências ...............................................................................................................87
13
Capítulo 1
Introdução
Este capítulo tem por objetivo apresentar o contexto, a justificativa e os
trabalhos relacionados com o projeto de pesquisa. Além disso, apresenta o objetivo
geral e o específico, os quais nortearão o desenvolvimento do projeto, bem como a
problemática que envolve a pesquisa, a metodologia utilizada e a estrutura da
dissertação.
1.1 Contexto do Trabalho
O papel da educação, no mundo de hoje, é indiscutível. As evidências
científicas sobre suas contribuições para o desenvolvimento econômico e social do
mundo moderno têm sido, constantemente, apontadas (SABÓIA, 1998). O alto grau
de desenvolvimento atingido pelos meios de produção da sociedade capitalista
deste início de século exige daqueles que aspiram a adentrar e/ou permanecer no
mercado de trabalho, um leque cada vez mais diversificado de conhecimentos
básicos, que inclui até mesmo noções de informática (CRUZ NETO & MOREIRA,
1999) e de conhecimentos especializados, obtidos através de cursos técnicos ou
superiores.
Um dos temas prioritários que se discute hoje, na nossa sociedade, é a
questão da violência que assola o país. Através dos meios de comunicação, sejam
impressos, radiofônicos ou televisivos, temos notícias sobre as mais diversas
atrocidades que ocorrem com freqüência e são, cada vez mais, aterrorizadoras.
Durante muitos anos, acreditou-se que existia uma relação intrínseca entre a
miséria e a violência. No entanto, estão se tornando cada vez mais evidentes que
vários outros fatores, aliados à miséria, determinam o aumento da violência. Um
desses fatores responsável diretamente pelo aumento da criminalidade é a
14
urbanização desordenada, onde há desesperança, a baixa escolaridade, a falta de
oportunidade no mercado de trabalho, desejo de possuir bens de consumo deste
mundo globalizado e a falta de perspectiva de melhorar de condição pelos
processos normais de ascensão social. Nota-se, evidentemente, que o melhor
combate à criminalidade é a sua prevenção. A criminalidade está associada,
diretamente, à violência, que é fruto mais da ignorância que da pobreza.
A educação, seja ela na modalidade presencial ou a distância, apresenta-se
como fator indispensável não apenas à preservação da vida, mas à elevação de sua
qualidade. Além disso, a educação, conforme estabelecem os artigos 196, 205 e
206 da Constituição Federal (BRASIL, 1988), está assinalada como direito básico do
cidadão e, por conseqüência, dever do Estado (LOPES, 1996). Ao restringi-los e/ou
negá-los à maioria da população, o poder público, além de infringir a legislação,
diminui-lhe,
consideravelmente,
o
número
de
oportunidades
e
opções,
marginalizando-a do cerne da sociedade, num processo que caracteriza a
perpetração da violência estrutural (CRUZ NETO, O. & MOREIRA, M. R., 1999).
A Educação a Distância (EAD), apresenta-se, neste contexto, como uma
estratégia para que se possa oferecer educação superior e profissional aos
detentos, favorecendo sua nova inclusão social e profissional.
A utilização de ambientes virtuais, como recurso didático para a oferta de
cursos na modalidade de educação a distância, enfatiza a necessidade de encontrar
um novo conceito que não permita a dicotomia entre a educação presencial daquele
que legitima a educação a distância, pois as possibilidades cada vez mais intensas
de conectividade e de interação, propiciadas pela Internet e pelo desenvolvimento
das telecomunicações em geral, tornam a noção de presença e distância bastante
discutível.
Este trabalho de pesquisa surgiu do interesse que a equipe de EAD do
Centro Federal de Educação Tecnológica de Pernambuco (CEFET-PE)1 tem em
legitimar o processo de ensino e aprendizagem realizado através de ambientes
virtuais, principalmente o processo de verificação da aprendizagem, para que
possam ser validados, mesmo sem a presença física do aluno no pólo de apoio
presencial.
1
www.cefetpe.br
15
O
objeto
de
estudo
que
se
pretende
enfocar
diz
respeito
ao
desenvolvimento de um mecanismo que, integrado a um ambiente virtual de ensino
e aprendizagem, contribua para que estudantes de cursos desenvolvidos na
modalidade de educação a distância possam ter seus estudos monitorados,
legitimando, virtualmente, o processo educativo a distância, realizado através de
ambiente virtual.
1.2 Justificativa
A educação vem passando, nos últimos anos, por um processo de
desenvolvimento e modernização alavancados pelos recentes avanços tecnológicos.
O desenvolvimento tecnológico está facilitando o acesso à Internet, transformando-a
em poderosas ferramentas de estudo e trabalho. Assim, a Web se tornou um
poderoso, global, interativo e dinâmico meio de compartilhamento de informações
(KHAN, 1997). Ela oferece oportunidades para o desenvolvimento de novas
experiências educacionais. Está se tornando cada vez mais popular, a criação ou
customização de ambientes virtuais de ensino e aprendizagem (AVEA)2 que tentam
mudar o modo tradicional de ensino para um modelo interativo de ensino e
aprendizagem (CARBONE & SCHENDZIELORZ, 1997).
As vantagens da Educação a Distância e da utilização de AVEA, no que
concerne à crescente necessidade de formação inicial e continuada, são
indiscutíveis para quem necessita de aprimoramento de suas atividades laborais ou
de novas competências e habilidades (VICTORINO et al., 2004). No entanto, as
resistências pedagógicas que circundam o processo de ensino e aprendizagem em
torno da Educação a Distância, ampliam suspeitas acerca da qualidade,
confiabilidade deste processo. Isso aponta para a necessidade de se buscar
garantias que contribuam, cada vez mais,
para a credibilidade do processo de
Educação a Distância, pois este, também, requer um espaço confiável para validar a
atuação do aprendiz.
2
“Optamos por trabalhar com a abordagem AVEA (Mazzardo, 2004, p.10) e não apenas AVA (Ambiente Virtual de
Aprendizagem) “para destacar e valorizar o papel do professor no planejamento e implementação das atividades didáticas
desses ambientes.”. Acreditamos que, nessa abordagem, o processo se dê no par ensinar-aprender por ser um ambiente
dialógico e problematizador“ (DE BASTOS, et al,2005).
16
No Brasil, a legislação que regulamenta os cursos de Educação a Distância
3
determina que a avaliação da aprendizagem deva incluir os exames presenciais:
Decreto 5.622 de 2005, Artigo 4 – “A avaliação do
desempenho do estudante para fins de promoção, conclusão
de estudos e obtenção de diplomas ou certificados dar-se-á no
processo, mediante: I - cumprimento das atividades
programadas; e II - realização de exames presenciais.”.
Ainda no mesmo Artigo, o parágrafo 2º enfatiza:
“§ 2º Os resultados dos exames citados no inciso II deverão
prevalecer sobre os demais resultados obtidos em quaisquer
outras formas de avaliação a distância.”
Mesmo o curso sendo ministrado na modalidade de Educação a Distância, a
avaliação da aprendizagem fica presa ao modelo tradicional. Isso acontece porque a
maioria das ferramentas para interação a distância não possibilitam o feedback
como acontece nas interações face a face. Ou seja, as avaliações da aprendizagem
online ainda são complexas na modalidade de Educação a Distância.
A temática abordada, neste trabalho de pesquisa, está centrada no
desenvolvimento de um mecanismo que promova maior confiabilidade a todo o
processo de ensino e aprendizagem a distância, inclusive o da avaliação da
aprendizagem, em cursos que utilizam os AVEAS como principais meios didáticos
para a construção do conhecimento.
3
Ministério da Educação – Regulamentação da EAD no Brasil. Disponível em
http://www.portaldomec.gov.br/Sesu/educdist.shtm#regulamentação.
17
1.3 Trabalhos Relacionados
Nos últimos anos, vários ambientes virtuais de ensino-aprendizagem foram
propostos e desenvolvidos dentro de centros de pesquisa do Brasil e do mundo.
Alguns obtiveram mais sucesso e foram explorados comercialmente; outros foram
disponibilizados, gratuitamente, pelos termos da licença General Public License
(GNU), para que instituições interessadas pudessem contribuir, de forma cooperada
e colaborada, no desenvolvimento de novas ferramentas.
A maioria dos AVEA utiliza apenas o sistema de verificação de acesso por
identificação pessoal de login e senha. Mas algumas instituições preocupadas em
fornecer maior segurança na identificação do usuário desenvolveram outras técnicas
de identificação pessoal, além da utilização do tradicional login e senha.
Esta seção abordará algumas tecnologias de identificação de usuários,
distintas de login e senha, utilizadas para fornecer segurança digital durante o
acesso e/ou navegação no AVEA Moodle4 (MOODLE, 2007).
1.3.1 MoodlePKI
A Universidade de Zaragoza (Espanha) desenvolveu um sistema de
certificação digital baseado na tecnologia de chave pública PKI (Public Key
Infrastructure), que, quando integrado ao Moodle, recebeu o nome de MoodlePKI5.
A tecnologia de infra-estrutura de chaves públicas é a combinação de
software, tecnologia de encriptação, processos e serviços que permitem que uma
organização proteja suas comunicações e transações comerciais. A tecnologia
baseia-se na troca de certificados digitais entre os usuários autenticados e os
recursos que devem ser protegidos (VÁQUEZ, 2006).
Como o MoodlePKI segue a filosofia PRIME6, ele respeita as mais exigentes
normas de segurança para identificação de usuário, controle de acesso, validação
4
Acrônimo de Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment
Os usuários do AVEA Moodle da Universidade de Zaragoza obtêm o certificado digital diretamente da página do LEFIS
(Legal Framework of Information System) da Universidade pelo endereço www.lefis.org.
5
18
de postagem de objetos, envio de documentos, mensagem e fórum, garantindo a
segurança da comunicação através de sistema de encriptação de dados, utilizando
o mecanismo de certificado digital.
O mecanismo se comporta da seguinte maneira:
1. quando um usuário tenta acessar um conteúdo protegido, por exemplo,
postar uma notícia, o Moodle redireciona o usuário para um componente específico
de autenticação de tarefa, que exibe os certificados digitais armazenados;
2. o serviço da web que valida os certificados, através de uma conexão
segura, retorna informação para que o Moodle trabalhe, simultaneamente, com os
certificados digitais emitidos por diferentes Autoridades Certificadoras;
3. se a informação for válida, o sistema libera a tarefa solicitada.
Desta forma, o MoodlePKI serve como um mecanismo de assinatura digital
capaz de identificar o usuário através do certificado digital fornecido pela
Universidade de Zaragoza, que é uma organização reconhecida e credenciada pelo
órgão certificador espanhol.
1.3.2 SAC por Biometria
A Universidade de Vigo (Espanha) desenvolveu um mecanismo de
identificação biométrica integrado ao Serviço de Autenticação Central (SAC),
originalmente desenvolvido pela Universidade de Yale (Estados Unidos).
O mecanismo aproveita as funcionalidades de segurança do SAC para
fornecer um único serviço básico de login e senha de acesso a todas as aplicações
web do usuário, incorporando a verificação biométrica.
Segundo Muras et al. (2007), como o Moodle permite a incorporação de
módulo para fornecer o SAC, foi possível realizar, com sucesso, a implementação
do mecanismo de verificação biométrica integrado ao SAC.
A Figura 1 ilustra o processo do mecanismo de verificação biométrica, cujos
números nas setas denotam o seguinte processo:
6
PRIME Acrônimo de Privacy and Identity Management for Europe. É um projeto de pesquisa que desenvolve protótipos que
levam a adoção de novas soluções para o gerenciamento de identidade. O projeto recebe financiamento de pesquisa da União
Européia e do Instituto Federal Suíço de Educação e Ciência. Disponível em https://www.prime-project.eu/. Acesso em: 02 jun
2008.
19
Figura 1 – Serviço de Autenticação Central com biometria.
1. O usuário acessa um aplicativo web A protegido pelo SAC. Se o usuário estiver
acessando pela primeira vez, a solicitação é enviada para o Servidor de
Autenticação Central.
2a. Além da autenticação por login e senha, o usuário realiza a identificação
biométrica através de um software ou dispositivo que utiliza a interface BioAPI7.
2b. O Servidor de Autenticação Biométrica realiza a verificação biométrica.
2c. O resultado da verificação biométrica é armazenada em um servidor de banco
de dados.
2d. O usuário solicita credenciais para o Servidor de Autenticação Central. As
credenciais são transmitidas e armazenadas na máquina do usuário.
2e. O Servidor de Autenticação Central verifica, também, o resultado da
correspondente verificação biométrica.
7
BioAPI é um padrão aberto, desenvolvido por um consórcio de 60 entidades, que define um método comum de interface com
as aplicações que usam biometria e que define funções básicas tais como: inscrição de usuários, autenticação e pesquisa de
identidade. Disponível em http://evandro.net/artigos/biometria-bioapi.html. Acesso em: 02 jun 2008.
20
3. Na segunda tentativa de acesso ao aplicativo web protegido, o Navegador envia,
automaticamente, as credenciais do usuário.
4. O aplicativo da web valida as credenciais do usuário no Servidor de Autenticação
Central.
5. O usuário solicita um acesso a outro aplicativo web (aplicativo web B) protegido
pela SAC. Se o usuário é o mesmo, nenhuma nova autenticação é solicitada.
6. Processo idêntico ao passo 4.
Tanto neste como no sistema anterior, a segurança digital restringe-se
apenas ao acesso do usuário, ou seja, ambos não garantem que é mesmo o usuário
autenticado que está realizando as atividades no Moodle. Nosso trabalho propõe um
MIF que possibilita maior segurança tanto no acesso do usuário, quanto na
realização de tarefas do Moodle.
1.4 Objetivos
O
objeto
de
estudo
que
se
pretende
enfocar
diz
respeito
ao
desenvolvimento de um mecanismo que, integrado a um AVEA, grave as imagens
de estudantes realizando suas atividades e avaliações online em cursos a distância.
Esse mecanismo visa legitimar e validar o processo de ensino e aprendizagem
realizado através de ambiente virtual.
1.4.1 Objetivo Geral
Desenvolver um mecanismo que, integrado ao AVEA Moodle, possa
legitimar os estudos realizados em ambiente virtual para cursos ministrados na
modalidade de EAD, através da identificação fisionômica do aluno, no acesso ao
AVEA e na realização de atividades acadêmicas.
21
1.4.2 Objetivos Específicos
a) Implementar um sistema computacional que, integrado ao AVEA Moodle,
capture e grave imagens de alunos realizando o acesso ao ambiente e fazendo
as interações e atividades didático-pedagógicas durante seus estudos online e
na realização de avaliações de desempenho da aprendizagem.
b) Gerar o relatório de acompanhamento de estudos, com a identificação
fisionômica do aluno nos registros das atividades e avaliações didáticopedagógicas realizadas no AVEA Moodle, durante o processo de ensino e
aprendizagem online.
1.5 Problemática da Pesquisa
As tecnologias de informação e comunicação, principalmente a Internet, têm
revolucionado o processo de educação na modalidade a distância e vêm sendo
amplamente incorporadas como suporte às propostas pedagógicas desenvolvidas
na EAD. A EAD apresenta-se, neste contexto, como estratégia para possibilitar o
acesso à educação, a inclusão social e profissional da população brasileira que, por
falta de condições financeiras ou por falta de oportunidade, não teve possibilidade
de se profissionalizar. O uso de AVEA, também conhecido como salas de aulas
virtuais, permite o compartilhamento de informação e interação durante o
desenvolvimento do processo de ensino e aprendizagem. No entanto, na maioria
dos AVEA pesquisados8, e em particular no Moodle, o acesso ao ambiente é
realizado apenas através da digitação do login e da senha do usuário. Este
procedimento não assegura quem está acessando e realizando as atividades e as
avaliações virtuais. Surge, então, a questão central que norteará esta pesquisa:
8
Foram pesquisados os seguintes ambientes virtuais: TelEduc da (http://teleduc.nied.unicamp.br/teleduc/) , AulaNet
(http://www.eduweb.com.br/portugues/home.asp/) , Backboard/WEBCT (http://www.blackboard.com/us/index.bbb), Rodda, da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (http://rooda.edu.ufrgs.br/nuted/); LearLoop, da Universidade Federal de Minas
Gerais(https://cursos.dcc.ufmg.br/); BolinOS, da Universite de Lourvain (http://www.bolinos.com), Classweb, da University of
Califórnia (http://classificationweb.net/) ; FLE 3, da University of Art and Design Helsink (http://fle3.uiah.fi/); Ilias, da Universitat
Kolln (http://www.ilias.de/); Manhanttan Vitual Classe, da Western New England College (http://manhattan.wnec.edu/); O-LMS,
do Departamento de Psicologia da University of Utah (http://www.psych.utah.edu/learn/olms/) e o Eledge, da University of Utah
(http://eledge.sourceforge.net/).
22
Será que o aluno que acessou e está desenvolvendo as atividades e as avaliações
da aprendizagem no Moodle é, realmente, o aluno matriculado no curso a distância?
Para que se possa ter certeza da identidade real do aluno que acessa e
realiza as atividades pedagógicas, inclusive, as avaliativas, foi identificada a
necessidade de se criar um mecanismo que, integrado ao AVEA Moodle, possibilite
a identificação facial do aluno no acesso e durante a execução das atividades
didático-pedagógicas.
1.6 Metodologia da Pesquisa
A metodologia de desenvolvimento deste trabalho, por sua característica
pluridisciplinar, adotará métodos, materiais e técnicas oriundos e adaptados das
áreas de confluência, ou seja, engenharia de software, educação e web design. No
desenvolvimento da pesquisa, as seguintes etapas paralelas, concomitantes e
complementares foram realizadas:
•
levantamento bibliográfico na área de informática e educação;
•
levantamento de documentação do sistema computacional Moodle;
•
estudo da engenharia do sistema e dos códigos-fonte do AVEA Moodle;
•
9
10
estudo das linguagens de programação de computadores PHP , Java e
C++;
•
estudo da linguagem de banco de dados MySQL;
•
análise dos requisitos necessários para a aplicação;
•
concepção de um modelo conceitual para suporte ao desenvolvimento do
mecanismo;
9
Acrônimo recursivo para "PHP: Hypertext Preprocessor”. http://www.phpbb.com>.
Linguagem de Programação orientada a objetos, desenvolvido pela empresa Sun Microsystems em 1991. Os idealizadores
foram Patrick Naughton, Mike Sheridan, e James Gosling (SUN MICROSYSTEMS, 2008).
10
23
•
integração do sistema com o AVEA Moodle, gerando um mecanismo de
software;
•
adaptação de um dos modelos de relatório de acompanhamento das
atividades on-line (especificamente o relatório intitulado Todos os Acessos do
Moodle) com o registro das imagens, data, hora e informações das
intervenções e interações realizadas pelos alunos, durante sua navegação
nas páginas do AVEA Moodle;
•
prototipação do mecanismo de software;
•
realização de teste para verificação e validação do protótipo;
•
estudo de ferramentas de apoio à documentação e representação gráfica do
mecanismo,como:
-
JUDE Community, para concepção, elaboração de diagramas de
classes e atividades.
-
Microsoft Visio 2003, para o desenho das ilustrações apresentadas
neste trabalho de pesquisa.
Foram utilizados, para o desenvolvimento da pesquisa, os materiais,
equipamentos e softwares da Coordenação de Tecnologias Educacionais e
Educação a Distância do CEFET-PE. Inicialmente, foram estudados os requisitos de
software do sistema (funcionais, não-funcionais, de usuário e de sistema), as
funcionalidades existentes do AVEA Moodle, bem como a linguagem de
programação em que este foi desenvolvido, PHP. Foram, também, pesquisados
módulos disponibilizados pela comunidade mundial virtual do AVEA Moodle, para
que fornecessem possíveis contribuições à pesquisa. Em seguida, verificaram-se as
limitações de PHP para a implementação do projeto de pesquisa. Então, para dar
prosseguimento ao projeto de implementação do protótipo, duas outras linguagens
foram analisadas e estudadas: Java e C++. A linguagem de programação escolhida
foi C++, por atender aos seguintes requisitos: maior domínio da linguagem pela
equipe de desenvolvimento e facilidade de adaptação do código executável ao
sistema operacional pela equipe de desenvolvimento; facilidade de utilização do
código executável pelo usuário final; atendimento às especificações do projeto
24
quanto à captura, transmissão, gravação, recuperação e exibição de imagens; e, por
fim, a facilidade de integração do protótipo com o AVEA Moodle.
1.7 Estrutura da Dissertação
Esta dissertação está organizada da seguinte forma: no Capítulo 2, é
apresentada a fundamentação teórica da pesquisa: uma introdução à EAD e às
novas tecnologias da informação e comunicação, bem como a importância dos
AVEA. Neste capítulo, também serão descritos alguns AVEA, inclusive o Sistema
Gerenciador de Cursos Moodle e suas características.
O Capítulo 3 descreve a arquitetura proposta para o Mecanismo de
Identificação Fisionômica (MIF) e os cenários em que se pode utilizar o mesmo.
No Capítulo 4, é descrito o MIF juntamente com os recursos e as
tecnologias empregadas na sua implementação. Aborda-se a importância do uso da
webcam para o MIF; como funciona a captura de imagem; discute-se sobre os
principais formatos de armazenamento de imagem e as técnicas utilizadas para
compressão de imagens. Além disso, descreve-se o funcionamento do algoritmo
que encriptografa a senha do usuário do AVEA.
O Capítulo 5 apresenta os diagramas e o processo de execução do MIF.
Além disso, apresenta o processo de cadastramento de usuários no MIF e as
interfaces gráficas utilizadas no desenvolvimento do mecanismo, tanto no programa
executável quanto no AVAE. Finalmente, no Capítulo 6, são apresentadas as
considerações finais e as perspectivas de trabalhos futuros.
25
Capítulo 2
Fundamentação Teórica
Este capítulo abordará uma visão geral sobre educação a distância (EAD),
Ambientes Virtuais de Ensino Aprendizagem (AVEA) e serão descritos alguns
AVEA, inclusive o AVEA Moodle, objeto de estudo deste trabalho, visando contribuir
na compreensão desses elementos para o desenvolvimento da pesquisa. Essa
fundamentação foi realizada através da revisão de literatura existente sobre a
temática abordada neste tópico.
2.1 EAD
A EAD, ao longo da História, tem utilizado diversas tecnologias diferentes
que servem como meios que possibilitam a comunicação de dupla-via entre
professores e alunos, entre alunos e alunos e entre os próprios docentes. Em
decorrência dos avanços nas pesquisas em áreas como Comunicação, Informática
e Telecomunicação, novas tecnologias foram desenvolvidas e passaram a ser
usadas em EAD. Atualmente, são utilizados recursos que vão do correio
convencional à Internet. A EAD recebeu, com o uso das ferramentas de
comunicação propiciadas pela Internet, um verdadeiro impulso no sentido de
democratizar o saber nos seus diversos níveis.
A EAD é uma modalidade educacional na qual a mediação didáticopedagógica nos processos de ensino e aprendizagem ocorre com a utilização de
meios e tecnologias de informação e comunicação, com os participantes
desenvolvendo atividades educativas em lugares ou tempos diversos11.
11
Definição extraída do Decreto nº 5.622, de 19/12/2006, que regulamenta o Art. 80 da Lei de Diretrizes e Bases da Educação
(LDB).
26
A EAD está sendo impulsionada através do desenvolvimento tecnológico
dos meios de comunicação e informação e tem como base a expansão democrática
das oportunidades de oferta de ensino aos indivíduos, independentemente da sua
localização geográfica (COELHO, 2002). Esta modalidade de educação não tem
como propósito substituir a educação presencial, mas sim ampliar as possibilidades
de acesso às informações. A principal característica da EAD, que a distingue do
ensino presencial, é a separação física do professor e do aluno no espaço e/ou
tempo (DIZERÓ et. al., 1998). A comunicação entre alunos e professores passa a
ser mediada por recursos didáticos sistematicamente organizados, combinados e
veiculados através dos diversos meios de comunicação capazes de suprir a
distância que os separa fisicamente e pressupõe o uso de novas tecnologias de
comunicação e informação.
Apesar dos recursos tradicionais, como materiais didáticos impressos, ainda
serem uma realidade presente na maioria dos cursos a distância, tanto por questões
culturais quanto por dificuldades de acesso ou de conhecimento, hoje é
imprescindível, no ensino e na aprendizagem, o uso de tecnologias de informação e
de comunicação. Isto torna possível a disponibilização para professores e alunos, a
qualquer tempo e hora, de uma vasta quantidade de textos, vídeos, imagens e sons,
de forma a enriquecer o processo de ensino e aprendizado.
Atualmente, a EAD está se inserindo no campo educacional como uma nova
forma de ensinar e aprender, redimensionada para atender à demanda crescente do
seu uso, decorrente da aplicação de novas tecnologias de comunicação e
informação, com ênfase no uso de computadores e Internet. Desta forma, possibilita
que pessoas, independentemente de onde se encontrem, em plena liberdade de
locomoção ou reclusas dentro de uma penitenciária, possam buscar formação e
qualificação profissional. A EAD se apresenta como uma inovação para suprir
algumas carências na educação, tornando o ensino mais abrangente.
A EAD não pode ser vista como um caminho mais barato e mais curto para
qualificar mão-de-obra. Ela necessita ser reconhecida como um verdadeiro
instrumento de socialização de conhecimentos, de democratização dos bens
culturais e técnicos, produzidos pela sociedade, e propulsora da formação da
cidadania (COELHO, 2002).
Com a evolução tecnológica e a partir do uso da Internet, novas tecnologias
passaram a ser utilizadas nos cursos a distância. Novas possibilidades de
27
transmissão de informação e interação entre professores e alunos se tornaram
viáveis. “[...] A rede também passou a ser usada como importante meio para suporte
a cursos a distância.” (ROMANI,2000). Os cursos, por sua vez, passaram a usar,
além do material impresso, recursos tecnológicos multimídia e ambientes virtuais de
ensino e aprendizagem, para elaboração e disponibilização de material didático
destinado aos alunos.
O Brasil vive, nos últimos dez anos, um interesse crescente e uma
perspectiva de expansão da EAD, tanto na rede pública como privada, além de um
processo de virtualização da sala de aula, com a popularização do uso de AVEA
(CRUZ, 2007).
Para exercer a sua função social, a EAD não pode se restringir a promover a
ampliação do número dos que têm acesso à educação, mas necessita ser um
instrumento real para se fazer justiça social, atraindo adultos, jovens e crianças para
a escola, dando-lhes a oportunidade de terem formação e qualificação profissional,
estejam onde estiverem. Todavia, apesar da existência da EAD estar pautada na
expansão e democratização do ensino, de acordo com a Lei de Diretrizes e Bases
da Educação Nacional (L.D.B.) nº 9394/96 (BRASIL, 1996), isto não significa que
todos estão recebendo igual quantidade de educação, mas que algum tipo de
educação deverá estar disponível para todos (COELHO, 2002).
O rápido desenvolvimento das redes de computadores, em particular da
Internet, desabrochou muitas possibilidades da utilização de recursos tecnológicos
para capacitação e formação de recursos humanos a distância. A Internet contribui
como alternativa de baixo custo e longo alcance para a implementação de
programas. A possibilidade da participação síncrona e assíncrona nos cursos
vislumbra a queda de duas barreiras que se interpõem entre o ensino e a
aprendizagem: a barreira temporal e a barreira geográfica.
Segundo resultados publicados no Anuário Brasileiro Estatístico de
Educação Aberta e a Distância – ABRAEAD (2006, p.27), no ano de 2006, houve
um crescimento de 264% no número de matrículas de convênios firmados pelas
instituições de ensino, a fim de ministrarem cursos a distância. Para este
levantamento, foram considerados convênios os seguintes três tipos de parcerias: a
formação de pólos de uma instituição de ensino, a criação de cursos
especificamente para funcionários de uma empresa ou repartição pública e a
criação de cursos sob demanda para atender necessidades pontuais de um setor ou
28
de uma cadeia produtiva. Os alunos que fizeram cursos a distância por meio de
arranjos desse tipo foram 10% do total de alunos em 2005. Em 2006, esse
percentual subiu para 23,6% do total. Praticamente, um em cada quatro alunos
estuda na modalidade de EAD, nas instituições autorizadas pelo sistema de ensino,
através de convênios.
Para Litto (ABRAEAD, 2007), o crescimento do número de convênios devese a vários fatores: a)
preferência das empresas de terceirizar seus serviços
educacionais treinando seus funcionários por meio de outras empresas ou de
instituições de ensino especializadas; b) definição, no âmbito do governo federal, de
uma política pública estabelecendo legislação específica para educação a distância,
que contemple a formação de convênios que estimulem as instituições a se
conveniarem com outras instituições, para a instalação de pólos educacionais; c)
grande demanda reprimida de brasileiros sem acesso a instituições de ensino
próximas de suas cidades; d)
internet e satélite; e)
maior disponibilidade de tecnologia mediada por
grande facilidade de modularização apresentada pelas
técnicas de educação a distância.
Segundo a revista eletrônica AbraEAD (2007), o diretor de Políticas em
Educação a Distância do Ministério da Educação, Hélio Chaves Filho, declarou que
alguns projetos públicos têm gerado o aumento do número de convênios, tais como:
12
(i) O projeto Universidade Aberta do Brasil
(UAB), que abrange todo o território
brasileiro e reúne, sob a regência da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal
de Ensino Superior (CAPES), grande parte da estrutura federal de ensino, com a
criação de cursos em universidades e centros federais de educação tecnológica;
(ii) A Fundação CECIERJ/Consórcio CEDERJ (CEDERJ, 2008), que abrange todo
o território do Rio de Janeiro com cursos a distância oferecidos por 2 (duas)
instituições estaduais e 4 (quatro) instituições federais do Rio de Janeiro e (iii) o
projeto da Universidade de Brasília (UNB)13, que tem experiência consolidada em
EAD desde 1979, oferecendo cursos a distância de extensão, graduação e pósgraduação (lato e stricto sensu).
12
http://uab.capes.gov.br
29
Tabela 1 - Aumento do número de alunos por convênios - Brasil - 2005-2006
2005 2005
2006
2006
Matrículas
Número de % no Número de
% no
Variação
alunos
ano
alunos
ano
porcentual
Diretas
453.891
90%
594.562
76,4%
+ 31%
Por convênios
50.513
10%
183.896
23,6%
+ 264%
Total
504.204
100%
778.458
100%
Fonte: Anuário Brasileiro Estatístico de Educação Aberta e a Distância
14
(AbraEAD) .
A tabela acima apresenta dados do percentual de crescimento de matrículas
realizadas no Brasil, através de convênios em relação às matrículas realizadas pelas
instituições de ensino que oferecem cursos a distância sem parceria com
municípios, estados ou governo federal, entre 2005 e 2006. Para o levantamento de
dados da tabela, foram considerados convênios os seguintes três tipos de parcerias:
a formação de pólos de uma instituição de ensino, a criação de cursos
especificamente para funcionários de uma empresa ou repartição pública e a
criação de cursos sob demanda para atender necessidades pontuais de um setor ou
de uma cadeia produtiva. Em 2005, 504.204 alunos se matricularam em cursos a
distância oferecidos por instituições autorizadas pelo Sistema de Ensino. Desses,
50.513 alunos se matricularam em cursos ofertados em forma de convênio, o que
representou 10% do total de matrículas. Em 2006, o número de matrículas
realizadas através de convênio subiu para 183.896 matrículas, representando 23,6%
do número total de matrículas, ou seja, praticamente, um em cada quatro alunos
estuda na modalidade de EAD. Isto mostra que, entre 2005 e 2006, houve uma
variação percentual positiva de crescimento de 264%, como mencionado. No
entanto, pode-se observar, ainda, que a grande maioria dos alunos que estuda na
modalidade de EAD realiza seus estudos em instituições sem convênio, o que
representa 90% (453.891) do número total de matrículas realizadas em 2005 e
76,4% (594.562), em 2006. Contudo, a variação percentual de matrículas diretas foi
8,5 vezes menor em relação às matrículas realizadas por convênios no mesmo
13
http://www.unb.br/
Dados coletados tomando como referência instituições autorizadas pelo Sistema de Ensino a ministrar cursos de educação
a distância.
14
30
período. Desta forma, pode-se concluir que está havendo investimentos públicos
tanto federais como estaduais para elevar a oferta gratuita de cursos a distância.
2.2 Ambientes Virtuais de Ensino e Aprendizagem
A expressão Ambiente Virtual de Ensino e Aprendizagem (AVEA)
está
sendo muito utilizada, na atualidade, por educadores, gestores de educação,
comunicadores, especialistas em informática e tantos outros interessados pela
interface educação e comunicação com mediação tecnológica. As recentes
tecnologias digitais de informação e comunicação se apresentam por uma nova
forma de materialização. A informação, antes produzida e circulada, ao longo da
história da humanidade, por suportes atômicos (madeira, pedra, papiro, papel,
corpo), na atualidade, também, vem sendo circulada pelos bits, códigos digitais
universais (0 e 1). As tecnologias da informática, associadas às telecomunicações,
vêm provocando mudanças radicais na sociedade, por conta do processo de
digitalização. Emerge uma nova revolução, a revolução digital (SANTOS, 2003).
Os avanços tecnológicos possibilitaram uma nova realidade educacional: o
Ensino e a Aprendizagem Mediada pela Web (EAMW). Os atuais modelos de
educação baseados na sociedade da informação e do conhecimento têm centrado
suas atenções no aluno, em suas necessidades, em seus interesses, em seu estilo
e ritmo de aprendizagem.
A Internet e a Web têm um papel importante nesse processo, pois colocam
à disposição de instituições de ensino e professores a criação de ambientes ricos
em possibilidades de aprendizagem e de EAD.
A oferta de EAD, apoiada por AVEA, tem-se expandido rapidamente como
resposta à crescente necessidade de formação inicial e continuada, resultante das
transformações dos meios, dos modos de produção e da necessidade de
profissionalização da população brasileira. Além disso, há a necessidade de
vivenciar
situações
de
ensino-aprendizagem
que
envolvam
recursos
e
procedimentos metodológicos inovadores. (VICTORINO, et. al. 2004).
Os AVEA são sistemas computacionais (softwares) com interfaces gráficas
amigáveis que facilitam a disponibilização de conteúdos, permitindo a colaboração e
31
a comunicação entre o corpo docente e discente de uma instituição de ensino.
Consiste, na maioria dos casos, de um conjunto de mecanismos que apresenta
informações de maneira organizada, realiza troca de mensagens (envio e
recebimento), permite a inserção e acesso a conteúdos educacionais e o
gerenciamento de informações, além de possibilitar o gerenciamento de tarefas
pedagógicas e de atividades administrativas. Entretanto, os AVEA são mais do que
interfaces
gráficas
disponibilizadas
através
de
páginas
Web,
pois
foram
desenvolvidos com focos educacionais para serem utilizados como suporte para
cursos a distância online, assim como apoio nas atividades presenciais, “permitindo
expandir as interações da aula para além do espaço-tempo, do encontro face a
face, ou para suporte às atividades de formação semipresenciais, em que o
ambiente digital poderá ser utilizado tanto nas ações presenciais como nas
atividades a distância” (ALMEIDA, 2008).
AVEA também é conhecido como Sistema de Gerenciamento da
Aprendizagem
(Learning
Management
System
-
LMS)
ou
Sistema
de
Gerenciamento de Cursos (Course Management System- CMS).
Nos últimos anos, vários ambientes virtuais de ensino e aprendizagem foram
propostos e desenvolvidos dentro de centros de pesquisa, em todo o país e no
mundo. Alguns obtiveram mais sucesso e foram explorados comercialmente. Há,
também, instituições que disponibilizam, gratuitamente, esses ambientes pelos
termos da General Public License (GNU), para que outras instituições interessadas
possam contribuir, de forma cooperada e colaborada, no desenvolvimento de novas
ferramentas.
Muitos desses ambientes possuem um conjunto de ferramentas que podem
ser divididas, basicamente, em três categorias: administração, autoria e apoio aos
alunos. Eles possuem recursos semelhantes para gerenciamento do ambiente e
curso, editoração de material didático e comunicação.
Existe, no mercado, uma enorme quantidade de AVEA, alguns gratuitos,
como Moodle (2008), Teleduc (2008), AulaNet (EDUWEB, 2008), e outros pagos,
como Blackboard/WebCT (BLACKBOARD, 2008). Segundo Mariño (2007) e Ono et
al (2007), o Moodle é um dos mais populares, melhores e bem sucedidos AVEA
gratuitos do mercado.
Esta seção apresentará Moodle, visto ser esse ambiente virtual o alvo
principal do nosso projeto de pesquisa.
32
2.2.1 Moodle
O Moodle foi desenvolvido em código aberto e distribuído sob a licença
15
GPL . É utilizado em mais de 196 países, existem mais de 35.314 sites registrados
16
e já foi traduzido para mais de 70 idiomas . O Moodle surgiu nos anos 90, a partir
da necessidade de um webmaster e administrador de sistema de desenvolver uma
ferramenta de software baseada na web que fornecesse, além de recursos
tecnológicos
integrados
de
compartilhamento
de
informação,
interação
e
comunicação, a possibilidade de professores desenvolverem uma abordagem de
ensino e aprendizagem online que realçasse o papel do aluno na aprendizagem.
A convicção na utilização de recursos tecnológicos, para democratizar o
acesso à educação e enriquecer o processo de ensino e aprendizagem, fez com
que Martin Dougiamas desenvolvesse o Moodle baseado na filosofia sócioconstrutivista. Todavia, o Moodle ainda não é um produto pronto e acabado. Ele é
um projeto em permanente e contínuo desenvolvimento e serve para apoiar projetos
de EAD baseados numa pedagogia social construtivista.
Vários protótipos iniciais foram desenvolvidos e descartados antes de ele
ser lançado na versão 1.0, no dia 20 de agosto de 2002. Essa versão foi
disponibilizada para que um grupo pequeno de pesquisadores pudesse realizar
pesquisas de estudo de casos, avaliando a natureza da colaboração e da reflexão
em um grupo de universitários. Desde então, novas versões, que acrescentam
novos
recursos,
melhor
escalabilidade
e
melhor
desempenho,
têm
sido
disponibilizadas.
Atualmente, o Moodle se encontra na versão 1.9, lançada no dia 03 de
março de 2008. Todavia, a versão 2.0 já está disponível para que desenvolvedores
e usuários, em geral, possam testar e contribuir para a correção de eventuais
defeitos, sugerir modificações e inclusão de novos recursos e habilidades.
O Moodle não só é usado em universidades, mas também em escolas de
ensino fundamental e médio, organizações sem fins lucrativos, empresas privadas,
professores independentes, etc. Um número cada vez maior de pessoas do mundo
15
GNU General Public License (Licença Pública Geral), GNU GPL, ou simplesmente GPL, é a designação da licença pública
para software livre, idealizada por Richard Stallman, no final da década de 1980.
16
Disponível em http://moodle.org/
33
inteiro vem contribuindo para o desenvolvimento do Moodle de diversas maneiras. A
comunidade Moodle tem sido indispensável para o sucesso do sistema. Com tantos
usuários em todo o mundo, sempre há alguém que pode responder a perguntas e
dar conselhos. Ao mesmo tempo, os desenvolvedores e usuários do Moodle
trabalham juntos para garantir qualidade, adicionar novos módulos e ferramentas e
sugerir novas idéias de desenvolvimento do ambiente. Martin Dougiamas e sua
equipe são responsáveis pela decisão de aceitar ou não as sugestões dos
colaboradores. Em virtude do fato de o ambiente ser de código aberto, muitas
pessoas desenvolvem novos módulos e os submetem à apreciação dos
desenvolvedores e da comunidade. Isto funciona como um grande departamento de
desenvolvimento e controle de qualidade. (PULINO FILHO, 2007).
Uma importante característica do projeto Moodle é a disponibilização de
uma página na Internet que está em constante atualização, buscando atender e
adaptá-la às necessidades da comunidade, podendo ser acessada gratuitamente
por qualquer pessoa. O acesso pode ser feito a partir do endereço http://moodle.org,
que fornece uma versão na língua inglesa, mas o link de documentação já está
disponível em português e pode ser acessado em http://docs.moodle.org/pt_br. A
principal função da página é prover um ponto central para informação, discussão e
colaboração
entre
os
usuários
Moodle
(especialistas
em
informática,
administradores de sistemas, professores, pesquisadores, desenhistas instrucionais,
dentre outros).
Em 2003, foi criada a empresa Moodle Pty Ltd, com sede na Austrália, para
dar, de forma comercial, suporte adicional para usuários que precisam de serviços,
como hospedagem gerenciada, capacitação e consultoria. Para oferecer um serviço
personalizado e regionalizado, a empresa tem parceiros autorizados Moodle em
várias partes do mundo. No Brasil, a empresa parceira oficial do Moodle é a
GFarias.com, que paga royalties à empresa para manter o projeto Moodle.
A popularização do Moodle, no Brasil, deve-se à expansão da EAD, devido
ao aumento do número de instituições públicas e privadas que estão desenvolvendo
programas de EAD, impulsionados pela iniciativa governamental de universalização,
democratização e acesso à educação e à profissionalização, através de projetos,
34
17
como a Universidade Aberta do Brasil
18
(UAB) e a Escola Aberta do Brasil
(e-Tec
Brasil).
Atualmente, existem 2.031 sites registrados oficialmente utilizando o Moodle
no Brasil. Tal sucesso deve-se, dentre outros motivos, aos seguintes fatores:
-
baixo custo de implantação e disponibilização do sistema. Trata-se de um
software desenvolvido em plataforma livre (PHP), distribuído gratuitamente
sob a licença GPL;
-
sem royalties para uso nem custos de aquisição;
-
fácil utilização por usuários leigos em programação visual, permitindo que a
maior parte das áreas de texto (fontes, recursos, fóruns, notícias) possa ser
editada, usando um editor HTML19 WYSIWYG ("What You See Is What You
Get", ou "O que você vê é o que você recebe") incorporado;
-
conteúdos podem ser facilmente adaptados e disponibilizados para os
alunos;
-
dispõe de interfaces gráficas para a língua portuguesa;
-
permite suporte gratuito através da comunidade internacional de usuários e
atualização gratuita de recursos via Internet.
O Moodle é uma plataforma computacional, formada por diferentes
ferramentas de comunicação, interação, inserção de documentos e gerenciamento
de informações. Ele facilita a disponibilização de conteúdos, permitindo a
colaboração e a comunicação entre o corpo docente e discente. Os cursos
regulares, geralmente, encontram-se em espaços fechados em que os usuários se
cadastram ou são previamente cadastrados e têm acesso ao conteúdo do curso
apenas com autorização, através de login e senha. Durante o acesso, o ambiente
17
O projeto da UAB prevê parcerias e consórcios públicos nos três níveis governamentais (Federal, Estadual e Municipal),
com participação de Universidades públicas, Centros Federais de Educação Tecnológica (CEFET) e organizações
interessadas na oferta de cursos de graduação a distância. O curso piloto conta com a participação de vinte Universidades
Federais do DF, PA, CE, SC, RS, MA, SE, ES, PI, RN, AL, BA, GO, MG, MS, PR e MT, além de seis universidades estaduais
e do Banco do Brasil (BB). Mais informações podem ser obtidas através do site: http://uab.capes.gov.br.
18
O projeto do e-Tec Brasil prevê parcerias entre a União, Estados, Distrito Federal e Municípios mediante a oferta de cursos
técnicos de nível médio e de formação continuada para professores da educação profissional, na modalidade de educação a
distância, com vista na expansão da oferta, interiorização e democratização do acesso a cursos técnicos de nível médio
públicos e gratuitos. Os cursos serão ministrados por instituições públicas estaduais e federais com ensino técnico de nível
médio. O Ministério da Educação se dispõe a fornecer assistência financeira para a elaboração dos cursos, enquanto estados,
distrito federal e municípios serão responsáveis pelas despesas de infra-estrutura, equipamentos, recursos humanos,
manutenção das atividades e demais recursos necessários para a implantação dos cursos.
19
Acrônimo para a expressão inglesa HyperText Markup Language, que significa Linguagem de Marcação de Hipertexto. É
uma linguagem de marcação utilizada para produzir páginas na Web. Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/HTML. Acesso
em: 09 mar 2008.
35
rastreia e monitora, automaticamente, as ações do aluno no curso, registrando as
interações deste com o ambiente e apresentando estas informações, de forma que
o professor possa acompanhar a freqüência, a participação e o progresso do
estudante. Além disso, é registrado cada passo dado pelo aluno, mostrando, assim,
que tipo de acesso ele tem feito (unidades visitadas, ferramentas utilizadas, etc.),
bem como o tempo gasto com o acesso destes. (TAROUCO et al., 2007). No
entanto, o sistema de acompanhamento é realizado através de relatórios contendo
informações, como número de acessos, data e hora do último acesso e freqüência
de acesso do aluno, durante um determinado período. Nele, é considerado o
registro de quem informou o login e a senha de acesso, mas não há como garantir a
identidade real (OTSUKA, 2002) de quem está acessando e realizando as
interações e intervenções no processo de ensino-aprendizagem.
O AVEA Moodle é um software desenvolvido para produzir, hospedar e gerir
cursos através da Web, que, após devidamente instalado em servidor conectado à
Internet, pode ser acessado por qualquer browser (compatível com Internet Explorer,
Mozilla e Netscape) que entenda a linguagem PHP e que suporte o sistema de
banco de dados MySQL (MYSQL, 2008). Mesmo sendo um sistema registrado,
permite liberdades adicionais típicas de um sistema desenvolvido em software livre,
tais como: copiar, usar e modificar seus códigos, contanto que o código-fonte do
sistema e seu autor sejam sempre disponíveis aos usuários interessados. O suporte
ao Moodle é feito por uma comunidade internacional, contando com um ótimo tempo
de resposta, o que garante o funcionamento e a personalização desta ferramenta
para atendimento às diversas necessidades e aplicações dos usuários.
Algumas possibilidades do Moodle são as seguintes:
-
produção de conteúdos com apresentação das informações de maneira
organizada;
-
comunicação bidirecional com a utilização de ferramentas síncrona e
assíncrona;
-
gerenciamento de banco de dados;
-
controle e registro das informações circuladas no e pelo ambiente;
-
navegação hipertextual;
-
integração de múltiplas mídias em uma única página.
36
O Moodle oferece diversos tipos de ferramentas que contribuem para a
interatividade entre professores e alunos. Entre elas, é importante mencionar os
Fóruns de discussão on-line, nos quais, apesar de ser uma ferramenta de
comunicação assíncrona, os alunos podem prosseguir suas discussões acerca dos
conteúdos estudados. Uma outra ferramenta é aquela em que os alunos podem
realizar exercícios dos mais variados tipos, com questões de múltipla escolha,
discursivas, associativas e de verdadeiras ou falsas. Há, também, importantes
ferramentas de comunicação, como correios eletrônicos e chats.
Em suma, o Moodle constitui-se um conjunto sofisticado de ferramentas
síncronas e assíncronas, além de possuir alguns recursos para acompanhamento
das atividades dos seus usuários. No entanto, esses recursos ainda são
insuficientes, pois os professores continuam tendo dificuldades tanto para
acompanhar os alunos, como para garantir a identidade do usuário durante a
realização das atividades.
O Moodle foi desenvolvido baseado na pedagogia social construtivista que
envolve possibilidade de troca de informações e de colaboração em atividades cujas
reflexões e críticas podem ser compartilhadas entre todos os usuários do ambiente
ou, mais propriamente, da sala de aula virtual na qual o aluno usuário está
matriculado. O ambiente é adequado para o desenvolvimento de atividades
totalmente online (a distância), mas pode apoiar e complementar atividades do
ensino semipresencial e presencial (atividades mistas) (NASCIMENTO, 2005).
Dentre as muitas funcionalidades disponíveis no Moodle, as seguintes são
importantes:
-
roda em Unix, Linux, Windows, Mac OS X, Netware e qualquer outro sistema
operacional que suporte PHP;
-
é desenhado de forma modular e permite uma grande flexibilidade para
adicionar, configurar ou remover funcionalidades, em vários níveis;
-
permite atualização simplificada de uma versão para outra mais recente:
possui uma sistemática interna que permite fazer atualização de suas bases
de dados e reparar-se automaticamente;
-
requer apenas um banco de dados (que pode ser compartilhado com outras
aplicações, se necessário);
37
-
suporta uma variedade de Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados
(MySQL, PostGreSQL, Oracle, Microsoft SQL Server etc.);
-
dá ênfase à integridade dos dados: os formulários são sempre checados,
datas validadas, cookies criptografados, etc.;
-
usabilidade: dispõe de uma interface gráfica simples, intuitiva, leve, eficiente
e de fácil customização.
Segundo Nascimento (2005), o Moodle possibilita, de diferentes formas, três
modelos de gerenciamento com controle sobre o ambiente:
• Gerenciamento do site: O ambiente é gerenciado pelo usuário administrador,
definido no momento da instalação.
• Gerenciamento de usuários: Cada usuário requer apenas uma conta para
todo servidor, sendo que cada uma possui diferentes acessos/permissões com
perfis de acesso diferenciados. A conta de administrador controla a criação de
cursos e cria permissões para professores, indicando usuários para isso,
sendo que uma conta de criador de cursos permite, apenas, a criação e tutoria
dos cursos.
• Gerenciamento dos cursos: O professor de um curso possui controle sobre
toda a configuração do curso, permitindo, inclusive, a escolha do formato do
curso, como: curso semanal; curso focado em tópicos; curso em formato
social. As atividades flexíveis do curso, tais como Fóruns, Notícias, Quizzes,
Recursos, Escolhas, Exercícios, Avaliações, Chats, Workshops também são
programadas pelo professor. Todas as
notas para os Fóruns, Notícias,
Quizzes e Avaliações podem ser visualizadas em uma página (e armazenadas
em um arquivo para download) e ainda o rastreamento total das atividades do
usuário. Relatórios de atividades para cada estudante estão disponíveis com
gráficos e detalhes sobre cada módulo (últimos acessos, tempo em cada
acesso), assim como um histórico detalhado para cada estudante, envolvendo
postagens, envio de notícias, e outros em uma página. A escala de avaliação
pode ser customizada pelos próprios professores, o que lhes permite definir
suas próprias escalas para serem usadas para avaliar fóruns, avaliações e
notícias.
38
Capítulo 3
Arquitetura Proposta
Existe, por parte dos docentes que utilizam ambientes virtuais de ensinoaprendizagem como suporte ou recursos didáticos para oferta de cursos e/ou
disciplinas a distância, uma desconfiança quanto à identidade de quem responde
aos fóruns, aos questionários ou desenvolve qualquer outra forma de atividades
postadas no ambiente.
O desenvolvimento de um mecanismo que possibilite aferir a efetiva
participação dos alunos no desenvolvimento das atividades pedagógicas, dentro de
um AVEA, garantirá maior confiabilidade ao processo de ensino e aprendizagem em
cursos a distância.
Com o mecanismo instalado nos computadores de estudo, os alunos
poderão certificar sua atuação durante seus estudos e no desenvolvimento das
atividades pedagógicas programadas, permitindo que coordenadores, professores e
tutores possam monitorar seu crescimento
através da visualização de suas
imagens, obtidas em tempo real, durante toda a sua navegação no Moodle. Ficará,
assim, registrado quem, de fato, realizou as atividades pedagógicas no AVEA.
Este capítulo apresenta os possíveis cenários em que pode ser utilizado o
Mecanismo de Identificação Fisionômica (MIF) e a arquitetura proposta para o
mesmo. Na seção 3.1, são detalhados os cenários propostos para utilização do
mecanismo. Na seção 3.2, é apresentada a estrutura com a arquitetura proposta
para o desenvolvimento do protótipo.
39
3.1 Cenários Propostos
O MIF poderá ser utilizado por qualquer aluno, de qualquer curso ou
disciplina, que utilize o ambiente virtual Moodle como recurso didático para oferta de
curso ou disciplina a distância.
Dentro desta perspectiva, o MIF poderá ser utilizado, também, por alunos
oriundos de uma penitenciária e que estejam confinados dentro dela, os quais,
neste trabalho de pesquisa, serão chamados de alunos-apenados. O estado de
Pernambuco tem interesse em oferecer cursos técnicos e superiores a distância
para detentos que tenham concluído ou estejam cursando o 2º ano do ensino
médio. Para isso, é preciso adaptar as escolas estaduais que existem, dentro dos
presídios, em pólos de apoio presencial para a oferta de cursos a distância. O
governo do estado está prestes a concluir um projeto, conhecido como Rede PE
Multidigital (Figura 2), que interliga toda a malha de instituições e órgãos públicos do
estado com fibra ótica, fornecendo vários serviços, tais como: Internet de alta
velocidade, telefonia sobre IP, videoconferência, webconferência através de
transferência de dados, imagem e vídeo. Alguns dos presídios do estado já contam
com link para acesso à Internet de 1Mbyte.
Figura 2- Infra-estrutura da Rede PE Multidigital.
40
Pode-se observar, na Figura 2, o mapa de Pernambuco com as localizações
dos Pontos de Acessos Multidigitais (PAM). O ponto vermelho representa o
município onde está localizado o PAM Principal; os pontos azuis são pontos de
acessos básicos (PoPs) e os amarelos, os pontos de acessos especiais. Estão
previstos 01 PAM Principal, 173 PAMs Básicos e 2 PAMs Especiais localizados em
Brasília e São Paulo, além de 2.840 Pontos Clientes Multitidigitais (PCMs).
Quanto à infra-estrutura física para adaptação de escolas em pólos de apoio
presencial, todas as unidades prisionais localizadas na Região Metropolitana do
Recife contam com laboratório de informática, instalado com recursos do projeto de
Inclusão Digital do Banco do Brasil (Figura 3), e com ambientes para educação
presencial, compostos por salas de aula e biblioteca. Portanto, esses ambientes
podem, facilmente, tornar-se pólos de apoio presencial.
Figura 3- Ambiente de ensino- aprendizagem do presídio Feminino Bom Pastor.
Ao todo, existem, no estado, 17 unidades prisionais (Figura 4),
distribuídas por toda sua extensão. Essas unidades podem se tornar, em curto
espaço de tempo, potenciais pólos de apoio presencial para a oferta de cursos na
modalidade de EAD. Além disso, o estado, em parceria com o CEFET-PE, está com
interesse em fornecer cursos de educação de jovens e adultos integrados à
educação profissional, também na modalidade de EAD, atendendo ao Programa
Nacional de Integração da Educação Profissional com a Educação Básica. Isto
41
contribuirá para o atendimento dos princípios do Plano de Desenvolvimento da
Educação (PDE), lançado pelo governo federal, em 2007, e da Política Nacional de
Educação (PNE) de forma harmônica, com “os objetivos fundamentais da própria
República, fixados pela Constituição Federal de 1988 (BRASIL, 1988) construir uma
sociedade livre, justa e solidária; garantir o desenvolvimento nacional; erradicar a
pobreza e a marginalização e reduzir as desigualdades sociais e regionais e
promover o bem de todos, sem preconceitos de origem, raça, sexo, cor, idade e
quaisquer outras formas de discriminação” (BRASIL, 2008, apud Constituição
Federal de 1988, art. 3º).
Figura 4 - Unidades Prisionais existentes no estado de Pernambuco.
20
Fonte: Secretaria de Defesa Social .
Observa-se, na Figura 4, a distribuição das unidades prisionais do estado de
Pernambuco. A maioria se encontra na região do agreste, zona da mata e região
metropolitana do Recife. Abaixo, encontra-se a legenda das unidades prisionais
ilustradas na Figura 4.
PSAL - Presídio de Salgueiro;
PABA - Presídio Advogado Brito Alves;
20
. Disponível em http://www.seres.pe.gov.br/unidades_prisionais/unidades_prisionais.php. Acesso em: 20 dez 2007.
42
PDAD- Presídio Desembargador Augusto Duque;
PJPS - Penitenciária Juiz Plácido de Souza;
PDEPG - Penitenciária Dr. Ênio Pessoa Guerra;
COTEL - Centro de Observação Criminal e Triagem Prof. Everardo Luna;
PI - Presídio de Igarassu;
HCTP - Hospital de Custódia e Tratamento Psiquiátrico;
PAISJ - Penitenciária Agro-Industrial São João;
PPBC - Penitenciária Professor Barreto Campelo;
CPFR - Colônia Penal Feminina do Recife;
PPAB - Presídio Professor Aníbal Bruno;
PVSA - Presídio de Vitória de Santo Antão;
PRRL - Presídio Dr. Rorenildo da Rocha Leão;
CRA - Colônia Regional do Agreste;
CPFG - Colônia Penal Feminina de Garanhuns;
PPEG - Penitenciária de Petrolina Dr. Edvaldo Gomes.
A Figura 5 apresenta os possíveis cenários, onde, com o MIF instalado, os
estudantes, estejam onde estiverem, poderão realizar seus estudos em cursos
técnicos ou superiores do CEFET-PE, e ter suas atividades de ensino e
aprendizagem, no ambiente virtual Moodle, monitoradas.
43
Figura 5 - Cenários propostos para o MIF.
Portanto, como observado na Figura 5, o MIF pode ser utilizado para
atender vários cenários:
Cenário 1 – apenados que estão cumprindo pena privativa de liberdade e
necessitam ter seus estudos monitorados para obtenção de uma declaração de
estudo que permita a concessão da remição21 penal pelo estudo.
Cenário 2 – alunos que, mesmo utilizando os computadores no pólo de
apoio presencial, desejem ter suas atividades e avaliações online monitoradas para
dar transparência e veracidade ao processo ensino e aprendizagem realizado no
ambiente virtual.
21
Verbo remir possui a acepção de resgatar, ressarcir, pagar, indenizar, recuperar, adquirir de novo,
livrar-se de, libertar-se de. Ou seja, com a remição, o condenado paga, resgata, livra-se ou liberta-se
de parte de sua pena.
44
Cenário 3 – alunos que pretendem ter seus estudos, suas atividades virtuais
e, principalmente, suas atividades avaliativas online monitoradas, sem a
necessidade de se deslocarem ao pólo de apoio presencial para sua realização.
Com o MIF, a segurança digital da realização de todo o processo de ensinoaprendizagem no ambiente virtual está garantida através do armazenamento e
registro da imagem do aluno durante todo o curso a distância.
Em todos os cenários propostos, os pré-requisitos de funcionamento do MIF
são os mesmos: instalação do código executável do programa de monitoração e de
uma webcam.
3.2 Arquitetura Proposta
O mecanismo desenvolvido, neste trabalho, é baseado em um ambiente
distribuído que permite a captura da imagem do aluno em tempo real, armazenando
essas imagens num banco de dados remoto, para posterior emissão de seu relatório
de atividades. Será discutida, inicialmente, a arquitetura-padrão de Moodle, para,
em seguida, discutir-se essa arquitetura acrescida do MIF.
Na Figura 6, é apresentada a arquitetura padrão do Moodle.
45
Figura 6 – Arquitetura- padrão do Moolde.
Como se pode observar, a estrutura é baseada em uma arquitetura clienteservidor, em cujos
computadores-clientes são executados os programas que
requisitam serviços de um ou mais computadores-servidores, e estes respondem às
solicitações. Na arquitetura-padrão do Moodle, o ambiente virtual, junto com o
sistema gerenciador de banco de dados (SGBD), fica hospedado em um
computador tipo servidor de acesso à Internet. Nesse servidor, o qual foi
denominado Servidor EAD, ficam armazenados todos os dados gerados durante o
desenvolvimento dos cursos. Geralmente, os Servidores EAD ficam localizados nos
Departamentos de Tecnologia da Informação das instituições de ensino. Através de
uma página Web, que pode ser acessada com qualquer browser, os usuários
(administrador, coordenador, professor, tutor e aluno) podem requisitar serviços
(pedido) e obter respostas (resposta) do Servidor EAD.
Na Figura 7, é apresentada a diferença existente entre a arquitetura do
Moodle padrão e a arquitetura do Moodle com a incorporação do MIF. Pode-se
observar que a diferença aparece apenas do lado do Cliente Usuário Aluno
46
Especial. Para os demais alunos, a arquitetura continua a mesma. Do lado do
Cliente Usuário Aluno Especial é necessária a instalação do programa executável,
que irá gerenciar a captura das imagens, realizar o acesso e redirecionar o Aluno
Especial para o ambiente virtual, e a instalação de uma webcam para obter a
imagem do usuário. As imagens são capturadas, transmitidas através do protocolo
TCP/IP e armazenadas no Servidor EAD.
Figura 7 - Arquitetura do Moodle com o MIF
O Caso de Uso do MIF, apresentado na Figura 8, mostra como foi
concebido o desenvolvimento do protótipo. O mecanismo foi dividido em dois
subsistemas. O subsistema 01 foi desenvolvido para ser executado pelo usuário
Aluno Especial. Ele é composto do programa executável (software) e de sua
interface via página Web com o Servidor EAD (SGBD e Moodle). O subsistema 02
apresenta as funções incorporadas ao Moodle para a realização do MIF.
Figura 8 - Caso de Uso do MIF.
57
58
Conforme mostra o Caso de Uso do MIF, no subsistema 01, o programa
executável solicita ao Aluno Especial a realização de ações de autenticação do
login, que consiste na validação do nome do usuário e de sua senha, além de
solicitar o ajuste da câmera, quando fo.r o caso. Para a validação da autenticação
do Aluno Especial, o subsistema 01 acessa a base de dados do Moodle no Servidor
EAD. Caso as informações sejam validadas, o subsistema 01 redireciona a página
da web do browser do Aluno Especial para o Moodle: a página do Moodle é exibida
com o Aluno Especial logado. Após a validação da autenticação do usuário, o
programa executa ações, em intervalo de 60 segundos, de captura de imagem,
transferindo e armazenando imagens numa base de dados criada no Servidor EAD.
No subsistema 02, foi implementada uma nova ação que designa quais
usuários do banco de dados de usuários do Moodle (mdl_user) terão as imagens
incorporadas ao “Relatório das Atividades-Todos os Acessos”. Da mesma forma que
no Moodle-padrão, as ações do usuário, seja ele administrador, coordenador,
professor ou aluno (apenado ou não), dependem da função designada ao usuário
pelo administrador. A função define o grau de privilégio que cada usuário possuirá.
Por exemplo, para todos os usuários são permitidas consulta e visualização dos
“Relatórios das Atividades” (Figura 9). Contudo, se ele for do tipo administrador ou
coordenador, poderá consultar e visualizar os “Relatórios das Atividades” de
qualquer usuário. Se for professor e tutor, ele visualizará relatórios dos usuários
alunos das disciplinas que estão sob a sua responsabilidade. Se for usuário aluno,
ele só poderá consultar e visualizar os seus “Relatórios das Atividades”.
49
Figura 9 - Imagem da tela Moodle com aba Relatórios das Atividades.
É importante observar que o Moodle disponibiliza vários tipos de relatórios.
Para acesso aos diversos tipos de relatórios, o usuário seleciona a aba “Relatórios
das Atividades”. A Figura 10 mostra a tela que apresenta os modelos de relatórios
disponibilizados pelo Moodle: Relatório de outline, Relatório completo, logs de hoje,
Todos os acessos e Nota.
50
Figura 10 - tela quando selecionada a aba “Relatórios das Atividades”.
No escopo deste trabalho, optou-se, apenas, pelo relatório tipo Todos os
acessos para o protótipo que apresenta a imagem obtida em tempo real do usuário
Aluno Especial, quando da realização de suas atividades e avaliações online. Os
demais tipos de relatórios são propostos para trabalhos futuros.
51
Capítulo 4
Infra-estrutura para o MIF
Para a implementação do Mecanismo de Identificação Fisionômica (MIF),
foram necessários alguns recursos de hardware e de softwares utilizados no
desenvolvimento e na execução do protótipo.
Do lado do aprendiz, os recursos tecnológicos de hardware necessários
foram os seguintes: um computador com acesso à Internet banda larga e com
câmara de vídeo; e a instalação do código executável do sistema de identificação
fisionômica.
Este capítulo aborda as principais tecnologias de software utilizadas para o
desenvolvimento do protótipo, além do hardware empregado. Na seção 4.1, é
descrito como se dá a captura de imagem através de uma webcam, o formato de
armazenamento da imagem e a técnica de compressão utilizada. Na seção 4.2, são
descritas as principais tecnologias de software utilizadas, apresentando a arquitetura
de rede utilizada, a razão da escolha da linguagem de programação PHP e as
descrições das principais ferramentas API. Além disso, é descrito o funcionamento
do Algoritmo MD5, utilizado para a comparação da senha do usuário.
4.1 Câmara de Vídeo
Webcam é o acrônimo empregado para a câmera de vídeo (Web Camera),
que é especialmente desenhada para computadores que acessam a Web. É
utilizada para fazer videoconferência, transmissão de videomail (e-mail com vídeo
anexo), gravações de vídeo, monitoramento de ambientes e captura de fotos
52
digitais. Geralmente, a conexão utilizada com o computador é do tipo USB
, e a
22
captura da imagem é através de um componente eletrônico, denominado CCD
(charge coupled device). O CCD (ou Dispositivo de Carga Acoplado) é um sensor
para a gravação de imagens, formado por um circuito integrado contendo uma
“tabela” de capacitores ligados (acoplados). Sob o controle de um circuito externo,
cada capacitor pode transferir sua carga elétrica para um outro capacitor vizinho
(SOARES, 2004).
A capacidade da resolução ou nitidez da imagem depende do número de
células fotoeléctricas do CCD. Esse número é expresso em pixels23. Quanto maior a
capacidade da câmera em capturar imagens com resoluções altas, melhor será a
qualidade dessa imagem. Uma câmera que consiga capturar uma imagem usando
uma resolução de 1024 x 768 pixels produz uma imagem mais detalhada que a
capturada na resolução máxima de 320 x 240 pixels. A quantidade de pixel, ou seja,
a
resolução
da
imagem
está
diretamente
relacionada
à capacidade de
armazenamento da imagem e à taxa de transferência de dados. Quanto melhor a
resolução, mais quantidade de memória será necessária para armazenar a imagem,
e maior será o tempo de transmissão do dispositivo até o dispositivo de gravação da
imagem. Portanto, a escolha da webcam depende da necessidade, do tipo de
sistema operacional, dos recursos adicionais e do tipo de imagem ou da taxa de
transferência de vídeo que se quer obter.
Para este trabalho, a qualidade da taxa de transferência de vídeo é
irrelevante, já que não serão transmitidos vídeos em tempo real. No entanto, o
modelo e a versão do sistema operacional devem ser observados. Existem
fabricantes que não dispõem de drivers compatíveis com alguns tipos ou versões de
sistemas operacionais. Produtos de empresas, como Logitech, Microsoft e Creative
Labs, geralmente atualizam os drivers de suas câmaras e fornecem drivers para
diversos modelos e versões de sistemas operacionais.
22
USB é a sigla de Universal Serial Bus. Tecnologia que tornou mais simples e fácil a conexão de diversos tipos de aparelhos
(Webcam, câmeras digitais, drives externos, modems, mouse, teclado, etc.) ao computador, evitando o uso de um tipo
específico de conector para cada dispositivo. http://www.infowester.com/usb.php, acesso em: 20 jan 2008.
23
Pixel (aglutinação de Picture e Element, sendo Pix a abreviatura em inglês para Picture, ou seja, elemento de imagem) é o
menor ponto de luz ao qual é possivel atribuir-se uma cor. Cada ponto de luz de uma imagem é representada por uma área
retangular. Uma imagem digital é formada através da combinação em matriz de vários pixels, e quanto maior for o número de
pixel, melhor será a qualidade da imagem. Cada pixel é uma cor diferente. Com essa combinação de cores, é possível
mostrar qualquer cor. Uma resolução de imagem de 800x600 pixels, por exemplo, fornece uma matriz de 800 pixels, no
sentido horizontal, por 600 pontos, no sentido vertical. No entanto, a capacidade de mostrar todas as combinações de cores
possíveis vai depender da qualidade e da configuração do monitor do usuário. (OLIVEIRA, 2004).
53
A maioria das webcam utiliza o formato JPEG (Joint Photographic Experts
Group) para armazenamento de imagens capturadas. O tamanho em bytes24 da
imagem está diretamente relacionado ao tipo de compressão utilizado e à qualidade
(resolução) da imagem capturada. Quanto maior o arquivo, maior será a taxa de
transmissão e o tráfego gerado na rede. Um mecanismo de compactação de
imagem, obtido a partir do padrão JPEG com perdas, permite obter imagens
relativamente pequenas.
O formato JPEG se tornou padrão internacional ISO (Organização
Internacional de Padronização) de compressão de imagens em 1992, por ter sido
considerado o melhor mecanismo de compressão com perdas de imagens coloridas
e tons de cinza. Utiliza a técnica da transformação discreta do cosseno (discrete
cosine transform ou DCT) como método de compactação (Furuie, 2008). Essa
técnica permite armazenar imagens com 24 bits, como nas aplicações multimídia.
Cada pixel é definido por 3 ou mais bytes, um byte para cada intensidade do
espectro RGB (red, green, blue), resultando em uma imagem de alta definição com
mais de 16.777.216 cores para cada pixel. Esta técnica de armazenamento de cores
no computador é conhecida como True color. Como o olho humano só consegue
distinguir algo em torno de 10 milhões de cores, e a técnica mostra mais cores que o
olho humano pode ver, ela dá a ilusão de cores reais. Por isso, o JPEG tornou-se a
referência mais conhecida e usada para compressão de imagens fotográficas
(MELLO, 1998).
A técnica usada pelo JPEG difere de outros padrões de compressão de
imagens, principalmente, pelo fato de ser um processo com perda de informações
originais, ou seja, uma imagem JPEG descomprimida será ligeiramente diferente da
original. As outras técnicas de compressão sem perda garantem a volta da imagem
original, pois não descartam dados no processo de compressão da imagem
(FURUIE et al., 2008). Este é um dos motivos pelo qual o JPEG consegue alcançar
índices maiores de compressão. Ele elimina informações consideradas menos
importantes. Os dados descartados são aqueles que não são facilmente
distinguíveis pelo olho humano, ou seja, têm pouca importância na definição da
imagem
24
(MELLO,
1998).
As
informações
desprezadas
pelo
JPEG
são,
Byte (abreviatura de Binary Term ou Termo Binário, em português) - composto de 8 bits (Binary Digit) é utilizado para
representar qualquer caracter no computador. Disponível em http://www.sociedadedigital.com.br/artigo.php?artigo=45&item=5,
acesso em: 02 fev 2008.
54
principalmente, aquelas pequenas diferenças de tonalidade de uma cor em certas
imagens, pois são pouco importantes para a composição da imagem do ponto de
vista de nossa visão. Por isso, o padrão JPEG tem bons resultados com imagens
derivadas de fotografias, vídeos e paisagens.
A compressão de imagens tem como objetivo reduzir a quantidade de dados
necessários para representar uma imagem digital. O método de compressão de uma
imagem usado pelo JPEG não consiste de um algoritmo, mas de um conjunto de
operações que são executadas sobre a imagem original.
Dentre os formatos existentes (GIF, TIFF, BMP, PNG
), o formato JPEG
25
destaca-se por obter as maiores taxas de compressão. Por isso, a maioria das
câmeras de vídeo utiliza o formato JPEG como técnica padrão de compressão de
imagem, pois não apenas economiza espaço em disco para o armazenamento das
imagens, mas também se beneficia na transmissão destas, já que estão gravadas
sob forma de arquivos compactos.
4.2 Arquitetura de Rede
O Moodle trabalha numa arquitetura de sistemas distribuídos cuja estrutura
utiliza o modelo cliente-servidor. Este tipo de arquitetura necessita de uma infraestrutura de tecnologia da informação para ser implementada (sistema operacional,
redes de comunicação, middleware
26
e hardware.).
Segundo Summerville (2003), os componentes principais da arquitetura
cliente-servidor são os que seguem:
-
um conjunto de servidores que oferecem serviços a outros subsistemas;
-
um conjunto de clientes que solicita os serviços oferecidos pelos servidores;
25
PNG: formato de arquivo gráfico com suporte em alguns navegadores da Web. PNG, sigla para Portable Network Graphics.
Oferece suporte à transparência variável de imagens e controle de brilho de imagem em diversos computadores. Os arquivos
PNG são bitmaps compactados. TIFF ou Tagged Image File Format: formato gráfico de alta resolução, baseado em marcas.
O TIFF é usado no intercâmbio universal de elementos gráficos digitais. BMP ou bitmap: imagem criada a partir de uma série
de pequenos pontos, semelhante a um pedaço de papel milimetrado, com determinados quadrados preenchidos para compor
formas e linhas. Quando armazenados como arquivos, os bitmaps, GIF ou Graphics Interchange Format: formato de arquivo
gráfico usado para exibir elementos gráficos de cores indexadas na Internet. Oferece suporte para até 256 cores e usa
compactação sem perda, o que significa que nenhum dado da imagem se perde quando o arquivo é compactado. Disponível
em http://office.microsoft.com/pt-br/powerpoint/HA101922001046.aspx . Acesso em: 26 jan 2008.
26
Middleware é uma camada de software que oferece um conjunto de serviços transparentes para o usuário. Ele reside acima
da camada de rede e abaixo da aplicação. Seu objetivo é abstrair a heterogeneidade existente da comunicação distribuída
(UMAR, 1997).
55
-
uma rede que permite aos clientes acessar os serviços oferecidos pelos
servidores.
Uma das vantagens da arquitetura cliente-servidor é que não exige que
todas as máquinas-clientes sejam do mesmo fabricante ou do mesmo tipo, nem que
sejam executadas pelo mesmo tipo de sistema operacional. Para que isso seja
possível, sistemas distribuídos necessitam de um software que possa gerenciar
essas diferenças e garantir que elas se comuniquem e troquem dados
(SUMMERVILLE, 2003).
O termo middleware é utilizado para se referir a esse software de propósito
geral, que permite que aplicações e usuários finais interajam uns com os outros,
através de uma rede (UMAR, 1997). Conforme ilustra a Figura 11, o middleware
reside abaixo da aplicação e acima da camada de rede. Ele oferece um conjunto de
rotinas (API
27
), através das quais são acessados os serviços disponibilizados pela
aplicação.
27
API-abreviatura de Application Programming Interface ou Interface de Programação de Aplicativos. É um conjunto de
rotinas e padrões estabelecidos por um programa para utilização de suas funcionalidades por programas aplicativos.
Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/API. Acesso em: 03 fev /2008.
56
Figura 11 - Arquitetura cliente/servidor.
Para este trabalho, o middleware do subsistema 01 foi construído por vários
algoritmos, implementados através da linguagem de programação C/C++ e das API
WxWidgets e OpenCV.
A figura 12 apresenta as regras de negócios do middleware proposto neste
trabalho.
Figura 12 - Middleware proposto.
A API WxWidgets é a responsável pela Interface Gráfica, permitindo a
realização de funções específicas para apresentação gráfica ao usuário. A API
57
OpenCV, pelo domínio do negócio que valida a Autenticação do usuário (login e
senha), gerencia a Captura de imagens e a Calibração (ajuste da câmara), pelos
Serviços SQL, possibilitando o envio de instruções SQL para o banco de dados
relacional. Ela também é responsável pela Conectividade, permitindo acesso à rede
ou às outras máquinas, através de portas, sockets e protocolos. Essas API serão
mais detalhadas em 4.3.2.
Os itens Segurança e Utilitários, embora ainda não implementados neste
trabalho, foram colocados na Figura 12 para salientar sua importância para
trabalhos futuros.
4.3 Tecnologias de Software
Esta seção descreve sobre os principais artefatos de software empregados
no protótipo do MIF (Linguagem de Programação, API e Algoritmo MD5).
4.3.1 Linguagem de Programação
A escolha de uma linguagem de programação para o desenvolvimento de
um sistema, muitas vezes, é adotada levando-se em consideração, simplesmente, o
domínio e a experiência que os programadores têm numa certa linguagem. Todavia,
é
preciso
considerar
as
ferramentas
e
as
bibliotecas
disponíveis
para
implementação dos algoritmos do sistema.
No início deste trabalho, a idéia era escrever o protótipo do sistema na
linguagem de programação PHP, pelo fato de o Moodle estar sendo desenvolvido
nessa linguagem. Após alguns estudos e consultas às comunidades de
desenvolvimento do Moodle, verificou-se que a linguagem PHP não dá suporte à
utilização de captura de imagem por câmaras de vídeo. A partir deste momento, o
projeto do sistema tomou outros caminhos. O desenho da estrutura do projeto foi
dividido em dois subsistemas para atingir o seu propósito.
58
Um dos subsistemas (subsistema 01), composto pelo AVAE Moodle,
desenvolvido em linguagem PHP, seria customizado para exibir o relatório das
imagens capturadas no processo de ensino e aprendizagem dos Alunos Especiais.
O outro subsistema (subsistema 02) ficaria instalado nas máquinas de estudo dos
Alunos Especiais para a realização da captura das imagens. As linguagens de
programação JAVA e C/C++ foram, inicialmente, as mais cotadas para o
desenvolvimento do subsistema 02. Por fim, escolheu-se desenvolver o protótipo em
C/C++ por vários fatores. Dentre estes, podemos destacar os seguintes:
-
disponibilidade de ferramentas (API, IDE28);
-
existência de uma grande comunidade de desenvolvedores disposta a ajudar;
- desempenho da linguagem C/C++ em relação à Java API multiplataforma;
-
facilidade de instalação e configuração do software, tanto no cliente como no
servidor, para execução do aplicativo;
-
suporte ao recurso "always on top" não disponível na linguagem Java.
O recurso “always on top” foi considerado relevante por permitir que a janela
do aplicativo, quando executado, ficasse sempre visível sobre as demais janelas
abertas.
4.3.2 API
API é o acrônimo de Application Programming Interface, que significa
Interface de Programação de Aplicativos. É composta por um conjunto de instruções
padronizadas, agrupadas em forma de rotinas de programação que permite que
outros desenvolvedores possam se utilizar das funcionalidades que a API fornece
em outros programas. De modo geral, a API é composta por uma série de funções,
acessíveis somente por programação que possibilita usar recursos de um programa
em outro.
28
Com o desenvolvimento das ferramentas de programação, surgiram os Ambientes Integrados de Desenvolvimento (IDE,
Integrated Development Environment). Esses ambientes visam proporcionar ao usuário um ponto único, central, no qual se
encontram à disposição todos os recursos necessários para o processo de desenvolvimento (PEREIRA, 1997).
59
Em sistemas operacionais, a API costuma ser separada de tarefas mais
essenciais, como manipulação de blocos de memória e acesso a dispositivos. Essas
tarefas são atributos do Kernel ou núcleo do sistema e, raramente, são
programáveis.
Mais recentemente, o uso de APIs tem se popularizado nos chamados
plugins, acessórios que complementam a funcionalidade de um programa. Os
autores do programa principal fornecem uma API específica para que outros autores
criem plugins, estendendo as funcionalidades do programa para os usuários
comuns.
As principais API utilizadas no desenvolvimento do subsistema 02 foram
wxWidgets, Opencv e MySQL.
4.3.2.1 API WxWidgets
A API WxWidgets é um conjunto de bibliotecas que permitem que
aplicações escritas em C++ compilem e rodem em diferentes tipos de computadores
e sistemas, com mudanças mínimas no código fonte.
Uma vez que a WxWidgets provê uma camada de abstração entre as API
do sistema operacional (incluindo as bibliotecas responsáveis pelo desenvolvimento
de interfaces gráficas), as aplicações desenvolvidas utilizando este framework29
obtêm a aparência e o comportamento (look-and-feel) do sistema operacional
utilizado. No sistema operacional Microsoft Windows, a WxWidgets utiliza uma API
nativa do sistema operacional. Já no Linux é utilizada a GTK+ (The Gimp ToolKit). A
WxWidgets suporta ainda uma vasta gama de outros sistemas operacionais, tais
como: HP-UX, AIX, Mac OS X, Solaris, etc.
Além das funcionalidades básicas utilizadas pelas aplicações GUI (Graphical
User Interface), a WxWidgets ainda oferece o suporte a threads; Drag and drop
(arrastar e soltar); desenvolvimento de aplicações de rede com suporte a sockets,
smtp, http e ftp; bancos de dados, através de DAO (Data Access Object);
29
Framework é uma estrutura de suporte na qual um projeto de software pode ser organizado e desenvolvido. Auxilia o
desenvolvedor
a criar uma estrutura para o desenvolvimento de uma aplicação. Disponível em
http://en.wikipedia.org/wiki/Framework. Acesso em: 03 fev /2008.
60
visualização e impressão de páginas HTML, utilizando diferentes motores de
renderização, e Unicode30 .
Esta API foi utilizada na interface gráfica de acesso ao subsistema 02 do
protótipo do MIF, por permitir a emulação da interface gráfica para diferentes
sistemas operacionais. Como utiliza códigos nativos do sistema operacional, a
visualização da interface do aplicativo melhor se adaptou à plataforma utilizada e a
tornou mais rápida que as interfaces desenvolvidas em Java (Java Swing).
4.3.2.2 Biblioteca OpenCV
A OpenCV (Open Source Computer Vision Library) é uma biblioteca
multiplataforma criada pelo grupo de desenvolvimento da Intel em 2000. Possui uma
coleção de ferramentas para o desenvolvimento de aplicativos na área de Visão
Computacional31. A biblioteca está na versão 1.0, é totalmente livre para uso
acadêmico e comercial, seguindo a licença BSD (Berkeley Software Distribution) da
Intel; foi escrita em C/C++; dá suporte a programadores das linguagens Python e
Visual Basic;
está disponível para múltiplas plataformas (Microsoft Windows
(95/98/NT/2000/XP), POSIX (Linux/BSD/UNIX-like OSes), Linux, OS X, e MAC OS
Básico.
A OpenCV possui módulos de processamento de imagens e vídeo I/O32,
estrutura de dados, álgebra linear, interface básica com sistema de janelas
independentes, controle de mouse e teclado, além de mais de 350 algoritmos de
visão computacional para filtros de imagem, calibração de câmera, reconhecimento
de objetos, análise estrutural, etc. Seu código-fonte está disponível para que
usuários possam alterá-lo para uso próprio. Suas áreas de aplicação são, entre
outras, as seguintes: Interface Humano-Computador (IHC); identificação de objetos;
30
Unicode é um padrão que permite aos computadores representar e manipular, de forma consistente, texto de qualquer
sistema de escrita existente. Atualmente, o padrão é coordenador, promovido e desenvolvido pela Unicode Consortium, em
parceria com a Organização Internacional para Padronização (ISO). Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Unicode. Acesso
em: 05 mar 2008.
31
Visão Computacional (Visão por computador) é a área da ciência que se dedica a desenvolver teorias e métodos voltados à
extração automática ou semi-automática de informações úteis contidas em imagens. Tais imagens são capturadas por
dispositivos imageadores, como câmera de vídeo, scanner, etc. (AZEVEDO et al, 2004).
32
I/O (Input/Output) – Entrada e Saída.
61
sistema de reconhecimento facial; reconhecimento de movimentos; gravação de
vídeos e imagens; robôs móveis.
A
necessidade
de
captura
de
imagens
em
tempo
real
para
o
desenvolvimento do protótipo do MIF levou à utilização da OpenCv, que dispõe de
mais de 500 funções de geração e manipulação de imagens na forma de códigofonte.
Durante a execução da interface gráfica (tela do sistema), a biblioteca se
encarrega de criar threads (entidades) para controlar, dentro de um único processo,
a visualização que o aluno-detento tem de sua própria imagem no procedimento de
autenticação (nome de usuário e senha).
Uma vez instalada e configurada a câmera, basta fazer uma chamada à
função “cvCaptureFromCAM()”, passando o número identificador33(chave) da
câmera. Para conter as informações vindas da câmera, o OpenCV disponibiliza uma
estrutura de dados apropriada, denominada “CvCapture”. Uma janela na tela do
sistema exibe o vídeo gerado pela webcam. A partir deste momento, é aplicada uma
função para cada frame do vídeo. Isso é feito através de chamadas às funções
“cvGrabFrame” e “cvRetrieveFrame” (FERREIRA & MORAES, 2007). Cada um dos
frames disponibilizados pela câmara de vídeo é obtido independentemente, através
de chamadas às funções cvGrabFrame e cvRetrieveFrame. A função cvGrabFrame
verifica se existe um frame a ser retornado e obtém, internamente, esse frame.
Caso exista um frame disponível, ele pode ser obtido através de uma chamada à
função cvRetrieveFrame”, que recebe um ponteiro para uma nova estrutura de
imagem “IplImage” e retorna à estrutura completamente preenchida com os dados
referentes ao frame que foi capturado. Para liberar a fonte de captura, é utilizada a
função cvReleaseCaptur”, que recebe a estrutura “CvCapture”, correspondente à
fonte de captura, e libera a fonte. Desta maneira, é possível, no subsistema 02 do
protótipo
MIF,
capturar
imagens
obtidas
em
tempo
real,
para
posterior
armazenamento em arquivos de dados. Neste caso, foi utilizado a API MySQL.
33
Geralmente, quando existe apenas uma câmera instalada, o número identificador é 0.
62
4.3.2.3 API MySQL
Na definição do subsistema 02 optou-se por utilizar a Base de Dados
Relacional MySQL (MySQL, 2008) devido ao fato do AVEA Moodle do CEFET-PE
utilizá-lo como servidor. No entanto, é importante salientar que o MySQL pode ser
visto sob os seguintes três pontos de vista diferentes (KEMP et al., 2002):
1. Sistema Gerenciador de Base de Dados: Uma base de dados é uma coleção
estruturada de dados. Para adicionar, acessar e processar dados armazenados em
uma base de dados é necessário um Sistema Gerenciador de Base de Dados
(SGBD) como o MySQL.
2. Base de Dados Relacional: Uma base de dados relacional armazena os dados
em tabelas separadas ao invés de colocar todos os dados em uma única tabela. Isto
permite velocidade e flexibilidade no processamento de consultas. As tabelas são
ligadas por relações, que possibilitam combinar dados de várias tabelas.
3. Software de Código Aberto: Código aberto significa que qualquer usuário pode
usá-lo e modificá-lo. Qualquer pessoa pode fazer o download do MySQL da Internet
e usá-lo sem pagar nada. O código pode ser alterado por qualquer usuário para que
atenda às suas necessidades.
Pode-se definir o MySQL como um verdadeiro servidor de banco de dados
multiusuário
e
multitarefa.
Ele
apresenta
uma
arquitetura
cliente/servidor
multiplataforma com suporte a uma série de linguagens, inclusive à linguagem C++,
usada no desenvolvimento de ambiente computacional. Essa comunicação se dá
através de API. Sua implementação consiste de um servidor daemon mysqld34 e
várias bibliotecas e programas clientes diferentes. O MySQL é rápido e flexível o
bastante para permitir o armazenamento de logs e imagens. Suas principais
características são velocidade, robustez e facilidade de uso.
Com o MySQL, o desenvolvedor pode utilizar mais de um banco de dados.
Para cada banco de dados é disponibilizado uma senha, uma estrutura de tabelas,
34
O MySQL é composto de várias ferramentas. A principal delas, chamada mysqld, é o servidor de banco de dados
propriamente dito. Disponível em http://www.Hughes.com.au/. Acesso em: 22 mar 20058.
63
relacionamentos e regras (SOARES, 2005). Para acessar dados, é necessário que
se utilize um programa de gateway com o banco de dados. Existem alguns
programas no mercado (como XMySQL) que permitem que o usuário manipule
esses dados diretamente, porém o processo mais utilizado é acessá-los utilizando
um programa-cliente que pode ser desenvolvido em várias linguagens de
programação diferentes (como C, Perl ou PHP). Nesse caso, as funções de acesso
ao banco de dados são descritas no programa que faz a interface com o servidor de
banco de dados, através de uma API. Essa API consiste em um conjunto de
funções que disponibilizam acesso aos dados de um computador servidor ao
programa-cliente (SOARES, 2005).
O MySQL fornece uma biblioteca escrita em C para que se possa escrever
programas-clientes que consigam utilizar a base de dados MySQL. Essa biblioteca
define uma API que fornece as seguintes funcionalidades: procedimentos para gerir
ligações, procedimentos para estabelecer e terminar sessões com o servidor;
procedimentos para construir, enviar e processar dados resultantes de consultas;
procedimentos para tratamento de erros.
Normalmente, a funcionalidade principal de um programa-cliente que usa a
API C do MySQL, é estabelecer uma ligação a um servidor de base de dados, de
forma a processar um conjunto de consultas (MYSQL, 2008).
O processo de manipulação de dados do MySQL, através de um programa
–cliente, dá-se em quatro etapas (SOARES, 2005):
- programa-cliente conecta ao banco de dados;
- programa-cliente envia uma query de consulta ou atualização do banco de
dados;
- servidor de banco de dados analisa a query, verifica regras e
dependências. Se ocorrer um erro, o banco de dados retorna um código de erro
ao programa-cliente, caso contrário, retorna o resultado da query; e programacliente fecha a conexão com o banco de dados.
64
4.3.3 Algoritmo MD5
O processo de autenticação da senha no AVEA Moodle utiliza o algoritmo
MD5 (Message-Digest algorithm 5) como mecanismo de proteção de integridade da
senha informada pelo usuário ou fornecida pelo administrador na hora do cadastro
no sistema. As senhas dos usuários são armazenadas encriptografadas em MD5
HASH no campo “password” da tabela “mdl_user”. Sempre que um usuário fornece
a senha, o Moodle encripta e compara com a informação constante no campo
“password”.
O MD5 é um algoritmo que utiliza uma função hash de 128 bits unidirecional
(RFC 132135.). Ele é muito utilizado por softwares com protocolo ponto-a-ponto (P2P
ou Peer-to-Peer), para verificação de integridade e logins (nome de usuário). Por ser
um algoritmo unidirecional, uma função hash MD5 não pode ser transformada
novamente no texto que lhe deu origem. Por isso, no subsistema 02, houve a
necessidade de uma adaptação de um código existente no algoritmo MD5.
O método de verificação da senha é feito pela comparação das duas
funções hash. Do lado do subsistema 02, a encriptação da senha fornecida pelo
Aluno Especial é comparada com a informação contida no campo “password” do
banco de dados do subsistema 01 (Moodle). Desta forma, a integridade do usuárioespecial no subsistema 02 é garantida pelo fornecimento de uma senha pessoal e
nome de usuário (login), e certificada com a apresentação, em forma de relatório, de
sua imagem capturada durante sua navegação no AVEA Moodle.
35
RFC é um acrônimo para o inglês Request for Comments e descreve os padrões de cada protocolo da Internet.
65
Capítulo 5
Implementação do Protótipo do MIF
Para a implementação do protótipo, foram selecionadas as seguintes
ferramentas: linguagem de programação C/C++, associada à linguagem PHP,
servidor Web (Windows/Apache) e banco de dados MySQL. Além destas, durante o
desenvolvimento do trabalho, houve a necessidade de se utilizar a ferramenta
JUDE36, que é uma ferramenta gratuita para modelagem de sistema.
O Mecanismo de Identificação Fisionômica (MIF) foi dividido em duas partes
(subsistema 01 e subsistema 02). O subsistema 01, desenvolvido na linguagem de
programação C/C++, necessita ser instalado, localmente, nos computadores dos
alunos que precisam de monitoramento das atividades realizadas no AVEA. Haverá
a impressão de sua imagem em cada linha do relatório de atividades realizadas por
ele. O subsistema 02 foi desenvolvido utilizando-se a linguagem de programação
PHP, a partir dos códigos existentes no Moodle. Está instalado no servidor EAD do
CEFET-PE, assim como todas as bases de dados dos dois subsistemas.
Este capítulo descreve com mais detalhes o processo de execução do MIF.
Na seção 5.1, abordam-se a identificação do problema e a solução proposta. Na
seção 5.2, é apresentado o Diagrama de Seqüência da Execução do MIF, ilustrando
a seqüência lógica de suas operações. A seção 5.3 discorre sobre a análise do
sistema. Há o Diagrama de Fluxo de Dados (DFD) do protótipo contendo a
visualização de todas as funções disponibilizadas no MIF. Na seção 5.4, é descrito o
processo de cadastramento de usuários do MIF, com todas as etapas necessárias.
Na seção 5.5, são apresentadas e explicadas as interfaces gráficas do programa
executável do MIF, além do seu processo de instalação e execução. Na seção 5.6, é
apresentada a interface gráfica do AVEA e sua integração com o MIF. Por fim, a
seção 5.7 apresenta a interface gráfica do relatório antes e após as alterações
realizadas para atendimento de nossa proposta de trabalho.
66
5.1 Identificação do Problema e Solução Proposta
Para que fosse possível emitir relatórios com a impressão das imagens dos
alunos desenvolvendo suas atividades no AVEA Moodle, houve a necessária
incorporação de um artefato de software para captura da imagem dos alunos
durante sua navegação no AVEA. Como a linguagem de programação PHP, em que
foi desenvolvido o AVEA Moodle, não suporta recursos que integrem serviços
multimídia, houve a necessidade do desenvolvimento de um programa que
permitisse a captura, exibição, transferência via rede e gravação de imagens
remotas, obtidas a partir de uma webcam. Outro desafio foi o acoplamento do
programa desenvolvido em C/C++ com a linguagem PHP do Moodle.
5.2 Diagrama de Seqüência da Execução
O primeiro passo é cadastrar os usuários que utilizarão o MIF. Nesta fase, é
criado o login (nome de usuário) e a senha-padrão para acesso ao MIF e ao
Ambiente Virtual do CEFET-PE. Esta ação só pode ser realizada pelo administrador
do ambiente. A partir desta etapa, o Aluno Especial poderá, através do programa
executável do MIF, instalado em sua máquina, acessar o Ambiente Virtual do
CEFET-PE. Desta forma, todas as ações realizadas pelos alunos especiais serão
registradas pela webcam. Em seqüência, o relatório de atividades estará disponível
para ser consultado por quaisquer dos atores envolvidos no processo de ensino e
aprendizagem (o próprio Aluno Especial, os coordenadores, os professores, os
tutores e os administradores). Este relatório contém a exibição da imagem do Aluno
Especial em todas as etapas realizadas durante sua navegação no AVEA. A Figura
13 apresenta o Diagrama de Seqüência da Execução do MIF.
36
Acrônimo de Java e UML Developers Environment
67
Figura 13 - Diagrama de Seqüência da Execução do MIF
68
5.3 Diagrama de Fluxo de Dados
A Figura 14 representa o Diagrama de Fluxo de Dados (DFD) para o
protótipo do MIF.
Figura 14 - Digrama de Fluxo de Dados do MIF.
69
Os processos “Autenticar aluno especial” e “Capturar Imagem do aluno
especial” são processados na máquina do usuário através do programa executável.
Em “Autenticar Aluno Especial”, é instanciado o processo de validação do login e da
senha para comparação com os dados contidos na tabela de usuário do Moodle que
está no Servidor de EAD do CEFET-PE. Estando válidas as informações, o brawser
do usuário é aberto e redirecionado para a página do Moodle, com o usuário já
logado. Neste momento, o processo de captura da imagem é iniciado e permanece
ativo até que o usuário saia do AVEA.
Para que um usuário Aluno Especial possa ser monitorado pelo MIF, é
preciso que o usuário receba o status de aluno especial no Moodle, através do
processo “Designar função global para o aluno especial”. Apenas o administrador do
ambiente AVEA tem permissão para realizar esse procedimento. A partir deste
momento, os usuários que estão designados na função Aluno Especial terão, no
relatório “Todos os acessos” do Moodle, o campo imagem incluído para cada
disciplina em que estiver matriculado,.
5.4 Etapa de Cadastramento de Usuário
A Figura 15 mostra a tela de cadastramento de usuário que pode ser
acessado pelos administradores, através do módulo User/Contas/Acrescentar novo
usuário da página de administração do site.
70
Figura 15 - Tela de Cadastramento de Usuário do AVEA do CEFET-PE.
No AVEA do CEFET-PE, o Moodle foi configurado, apenas, para o
administrador realizar cadastramento de usuário, ou seja, apenas os usuários que
têm função de administrador podem acessar a página de administração do site.
A todo o usuário cadastrado no AVEA do CEFET-PE, por padrão, é
designada a função “Usuário autenticado”. Desta forma, o usuário cadastrado pode
ter acesso aos cursos37 disponíveis no ambiente. No entanto, o primeiro acesso a
qualquer uma das disciplinas do curso depende da forma como a sala virtual está
configurada. Se a disciplina necessitar de um código de inscrição para seu acesso,
este número será cadastrado pelo coordenador do curso e disponibilizado aos
alunos. Caso não necessite de código de inscrição, qualquer usuário cadastrado
poderá ter acesso à disciplina.
As funções definem o nível de permissões que cada usuário terá dentro do
AVEA. Para que o usuário possa exercer qualquer outro tipo de função que não seja
37
No AVEA do CEFET-PE, o Moodle foi configurado da seguinte forma: os cursos (nome dos cursos) são listados na
Categoria do Curso, e o que o manual do Moodle chama de cursos foi configurado como disciplinas dos cursos.
71
“Usuário autenticado”, é preciso que se designe um tipo de função. Apenas o
administrador pode designar a função de coordenador para um usuário. O
coordenador, por sua vez, pode designar para qualquer usuário a função de
professor, o qual pode designar a função de tutor presencial e a distância para
outrem. No entanto, um usuário designado como tutor presencial, tutor a distância,
visitante, estudante ou aluno especial não tem permissão para designar função a
outros usuários. O Moodle segue uma lógica de hierarquia, em que uma função
pode ou não herdar permissões de outra função.
Até o momento da realização deste trabalho, estavam definidos nove tipos
diferentes de funções no AVEA CEFET-PE, conforme mostra a Figura 16.
Figura 16 - Tela definir funções do AVEA CEFET-PE.
A função Aluno Especial foi acrescentada para atender às necessidades de
desenvolvimento do MIF. Essa função designa quais usuários terão suas imagens
no relatório de atividades. Os usuários que não estiverem vinculados a essa função,
visualizarão o mesmo relatório, porém sem o campo imagem.
72
A forma de definir a função Aluno Especial ocorre da mesma forma como
são realizadas as demais funções do ambiente (Figura 17).
Figura 17 - Tela de designação da função Aluno Especial.
5.5 Interface Gráfica do Programa Executável
A interface gráfica do MIF foi desenvolvida na linguagem de programação
C/C++, através da API WxWidgets.
O programa executável que permite a execução da interface gráfica (GUI)
precisa ser instalado no computador do aluno. Por medida de segurança, é
importante que esse programa, depois de instalado, seja configurado para execução
73
automática assim que o computador for ligado. O programa utiliza o recurso “always
on top”, que permite que esse programa se sobreponha, quando em execução, a
qualquer outra janela aberta no sistema. No caso de aluno-apenado, as medidas de
segurança são importantes para que se possa aferir o uso apropriado do
computador pelo detento. Outras ações de segurança podem ser desenvolvidas e
serão sugeridas como pesquisa para trabalhos futuros no Capítulo 6.
Quando o programa é executado, aparece na tela do computador a GUI
mostrada na Figura 18.
Figura 18 - Tela da GUI do MIF.
Para que o programa possa operar satisfatoriamente, os seguintes
requisitos devem ser atendidos:
1. computador com acesso à Internet, de preferência, com conexão
banda larga, no mínimo;
2. instalação de uma Webcam de, no mínimo, 300K pixels (640x480);
74
3. monitor do computador configurado na resolução de tela de
38
1024x768 pixels .
Pela característica multiplataforma das API utilizadas, o programa
executável pode ser rodado nos sistemas operacionais Windows ou Linux, e serem
utilizados browsers proprietários ou em software livre. Para isso, basta um pequeno
ajuste no código-fonte do programa. Porém, um delimitador para utilização do MIF,
baseado no sistema operacional Linux, pode se dar na escolha do modelo da
webcam, já que muitos dos modelos existentes no mercado só têm driver de
instalação para o sistema operacional Windows.
Como mostra a Figura 18, para se ter acesso ao MIF, é necessário realizar a
validação da autenticação do usuário. O Aluno Especial precisa digitar, nos campos
indicados (nome de usuário e senha), as informações corretas fornecidas pelo
administrador do AVEA,durante sua matrícula no curso.
Caso o usuário não informe os dados corretos, o programa exibe a tela
mostrada na Figura 19.
Figura 19 - Tela da GUI quando o login e/ou senha são informados incorretamente.
38
A resolução de tela de 1024x768 pixels permite que toda a interface gráfica seja apresentada. Caso o monitor não esteja
nesta resolução, a tela do programa aparecerá cortada.
75
Para verificação da autenticação do usuário, o programa criptografa a senha
utilizando o algoritmo MD5 e compara o nome do usuário e a senha com os campos
username e password da tabela mdl_user do Moodle (AVEA) que está armazenada
no Servidor EAD do CEFET-PE (Figura 20).
Figura 20 - mdl_user do Moodle.
Por exemplo, na tela de acesso do MIF, o Aluno Especial digita o nome de
usuário (login) e a senha.
A senha é criptografada pelo algoritmo MD5 do
subsistema 01, e ambos, nome de usuário (username) e senha (password), são
transmitidos via rede, e, no Servidor EAD, o subsistema 02 realiza a comparação
das informações. Se estiverem corretas, o subsistema 02 envia um resposta positiva
e libera o acesso ao ambiente virtual. Caso não coincida, pelo menos, um, há uma
resposta negativa, e o subsistema 01 exibe uma mensagem para o usuário,
informando que nome do usuário ou senha foi digitado incorretamente (Figura 19).
76
Se a webcam não estiver conectada ao computador no início da execução
do programa, ou for desconectada durante a navegação do ambiente, o programa
exibe, através de uma janela de mensagem, a informação da necessidade da
conexão de uma webcam para continuação do processo (Figura 21).
Figura 21 - Tela da GUI, quando a webcam não está conectada.
Quando a webcam é conectada ou reconectada, o programa exibe a
imagem capturada da webcam e solicita ao Aluno Especial os ajustes de foco e
enquadramento da imagem. O acesso para digitação do nome de usuário (login) e
senha é liberado.
O programa verifica, a cada 60 segundos, se a webcam está conectada,
ligando-a e desligando-a via software, capturando, transferindo e armazenando, no
Servidor EAD, o registro das imagens capturadas.
Para o armazenamento das imagens, é utilizado a API C do MySQL. Os
dados que contêm as informações das capturas das imagens são armazenados na
tabela mdl_especial (Quadro 1).
77
Nome do Campo
Tipo do campo
UserID
BIGINT
Imagem
BLOB
Tempo
TIMESTAMP
Quadro 1 - mdl_especial.
O Quadro 2 apresenta a descrição de cada campo da tabela mdl_especial.
Nome do Campo
Descrição do campo
UserID
Código gerado pelo Moodle, quando do cadastro do usuário no sistema.
Imagem
Imagem do usuário obtida através de uma webcam.
Data e hora obtidas a partir do Servidor EAD, durante o registro da
informação.
Tempo
Quadro 1 - Descrição dos campos da tabela mld_especial.
5.6 Interface Gráfica do AVEA
O Ambiente Virtual de Ensino Aprendizagem (AVEA) do CEFET-PE (Figura
22) está disponível através do endereço http://ead.cefetpe.br.
78
Figura 22 - Tela de apresentação do AVEA do CEFET-PE.
Quando o aluno especial informa corretamente seus dados (nome de
usuário de senha) no programa executável do MIF, este abre o browser e
redireciona para a página do AVEA do CEFET-PE, liberando seu acesso ao usuário
já logado (Figura 23).
79
Figura 23 - Tela de apresentação do AVEA quando o usuário se loga pelo MIF.
A partir deste ponto, o Aluno Especial utiliza o ambiente virtual da mesma
forma que qualquer outro aluno cadastrado no ambiente.
O programa executável do MIF verifica a cada 60 segundos se a webcam
está conectada, desligando e ligando a webcam,
capturando as imagens e
armazenando as informações (nome de usuário, imagem, data e hora) no banco de
dados do Servidor EAD.
Para finalizar o MIF, o usuário precisa fechar o browser e clicar no botão
“Terminar”, na caixa de mensagem que fica visível todo o tempo durante sua
navegação. Por medida de segurança, o programa não dá permissão para o usuário
finalizar o programa executável.
5.7 Interface Gráfica do Relatório de Atividades
O Moodle disponibiliza vários tipos de relatórios. O tipo de relatório “Todos
os acessos” é o único que contém o registro de todos os acessos e atividades
80
realizadas no Moodle, ou seja, é o único relatório que exibe todas as informações
contidas na base de dados da tabela mdl_log.
Para atender às necessidades deste trabalho, a página do relatório de
atividade “Todos os acessos” foi customizada. Se o usuário for um Aluno Especial, o
AVEA inclui, na listagem, a imagem obtida pela webcam na data e horário (hora e
minuto) em que o evento foi registrado. Caso contrário, a coluna da imagem é
suprimida do relatório.
A Figura 24 mostra a tela do relatório “Todos os acessos” antes das
alterações realizadas no layout da página.
Figura 24 - Relatório Todos os acessos, antes das alterações.
81
A Figura 25 mostra o relatório “Todos os acessos” após as alterações
realizadas.
Figura 25 - Relatório Todos os acessos, depois das alterações.
Para simplificar a visualização do relatório, foram retiradas as colunas
“Nome completo”, por conterem informações redundantes, já que a informação se
repete ao longo de todo o relatório, e “Endereço IP”, que contém informação não
relevante ao nível de usuário. Para melhor visualização do relatório, o nome
completo e o nome de usuário (login), junto com a foto colocada durante o
cadastramento, foram incluídos antes da listagem que informa a ocorrência de todos
os eventos realizados pelos alunos durante sua navegação. As colunas visualizadas
depois das alterações são as seguintes: Imagem, Hora, Ação e Informação. Na
coluna Imagem, é colocada a imagem capturada na data e hora em que foi
realizado o evento. Caso não tenha, na tabela mdl_especial, o registro da imagem
na data e hora em que o evento foi realizado, aparece no campo a mensagem
“Indisponível”. Isto pode ocorrer quando o evento for realizado após a gravação da
captura da última imagem, quando houver alguma falha na comunicação ou na
gravação do banco de dados ou quando o usuário que estiver designado na função
82
Aluno Especial acessar o ambiente diretamente pela web na página do ambiente,
sem utilizar o acesso pelo programa executável do MIF.
A Figura 26 mostra uma outra imagem do relatório, onde as diferenças dos
dados contidos nas colunas Ação e Informação podem ser melhor compreendidas.
Figura 26 - Relatório Todos os acessos.
A coluna Ação informa que tipo de evento foi realizado. Por exemplo:
“course view”, ou seja, visualização de curso. A coluna Informação exibe qual curso
foi visualizado. Neste caso, o curso “Aprenda a Utilizar a Sala Virtual”.
É importante observar que a versão utilizada no desenvolvimento do
ambiente virtual foi a versão em português. No entanto, a tabela do Moodle que
contém a lista com as informações dos eventos está na língua inglesa. Não foi
traduzida porque a relação da lista de eventos dessa tabela é muito grande.
83
Capítulo 6
Conclusão
6.1 Considerações Finais
Até o final do século passado, as mídias utilizadas como meios de
transmissão dos cursos de educação a distância (EAD) eram o material impresso, a
televisão e o vídeo, e os processos de produção eram realizados por profissionais
especializados que estavam mais preocupados com o formato do que com os
conteúdos. A popularização dos computadores, o rápido desenvolvimento e a
versatilidade da Internet se tornaram uma força que está dinamizando a educação
e, principalmente, a educação a distância, proporcionando novos meios interativos
para superar o tempo e a distância, possibilitando que estudantes e professores
possam
desenvolver
atividades
educativas
em
lugares
ou
tempos
diversos.(CRUZ,2007).
As características das mídias da cibercultura e, principalmente, os
ambientes virtuais de ensino e aprendizagem (AVEA) permitem que usuários com
pouca experiência em informática produzam, publiquem, transmitam, gerenciem,
livremente, cursos e disciplinas na Internet (CRUZ, 2007).
Vale salientar a importância de investimento em pesquisas que permitam
garantir a credibilidade do processo de aprendizagem a distância obtida através de
AVEA, para que os adversários da educação a distância não passem a questionar
tão somente a qualidade, mas também a credibilidade do processo de
aprendizagem pelo AVEA.
A falta de confiança por parte dos legisladores e
gestores da EAD de que o aluno matriculado no curso a distância seja realmente
aquele que está realizando as atividades e avaliações a distância pode ser
observada no documento do Ministério da Educação (MEC), que regulamenta a
educação a distância (Decreto nº 5652 de 19/12/2005). Esse decreto determina
como obrigatória a presença do aluno durante a realização da avaliação de
84
aprendizagem. Além disso, ainda estabelece que o resultado dessa avaliação
(presencial) deve prevalecer sobre os demais resultados obtidos em quaisquer
outras formas de avaliação a distância, mesmo que a avaliação presencial seja
realizada através de instrumento digital disponibilizado no AVEA. Ou seja, o que o
documento pretende com essas normativas é dar maior credibilidade ao sistema de
ensino e aprendizagem a distância.
É sabido que os AVEA atuais não dispõem de recursos eficazes que
assegurem que os alunos matriculados no curso e usuários do ambiente virtual
sejam os mesmos que desenvolvem e realizam as atividades e avaliações
disponibilizadas no AVEA. No Moodle, a forma padrão para acessar o ambiente é
realizada através da digitação de login do usuário e senha. De posse dessas
informações, qualquer pessoa pode acessar o ambiente, realizar as atividades e
avaliações virtuais como se fosse o aluno matriculado no curso. A falta de
segurança e veracidade da real participação dos alunos na realização das
atividades desenvolvidas nas salas virtuais impede que as avaliações de
desempenho dos estudantes, para fins de promoção ou conclusão de estudo, sejam
realizadas no ambiente virtual a distância, forçando que os estudantes se
desloquem aos pólos de apoio presencial para sua realização e validação do
processo ensino e aprendizagem a distância.
Para a solução deste problema, este trabalho propôs a implementação de
um mecanismo computacional para identificação fisionômica de quem está
navegando no AVEA, com a finalidade de capturar, em diversos momentos,
imagens do usuário realizando as atividades e avaliações virtuais. O mecanismo de
identificação fisionômica (MIF) proposto associa as imagens capturadas durante a
realização das atividades e avaliações postadas pelos professores aos registros de
navegação e realização de tarefas do Moodle. As informações de quem (imagem),
quando (data e hora) e o que foi realizado pelo aluno a cada minuto podem ser
visualizadas através do relatório “Todos os acessos” do Moodle.
As
técnicas
utilizadas
foram
baseadas
em
recursos
multimídia,
particularmente, na captura, transmissão e armazenamento de imagens, através de
uma câmera de vídeo do tipo webcam, utilizando-se da arquitetura cliente/servidor
do Moodle.
O intuito deste trabalho foi propiciar condições para que as atividades e as
avaliações virtuais, realizadas no AVEA, possam ser validadas e certificadas através
85
do relatório de acesso e navegação já disponibilizados pelo próprio Moodle,
acrescentando às demais informações as imagens dos alunos em diversos
momentos de sua navegação.
Utilizando o mecanismo proposto, os alunos poderão realizar suas
atividades e avaliações no AVEA, garantindo a sua participação e dando maior
veracidade ao processo de aprendizagem a distância, evitando, assim, o
deslocamento do aluno aos pólos para a realização de exames presenciais. Além
disso, o mecanismo poderá validar a participação dos alunos-apenados que estejam
estudando em cursos a distância, permitindo que instituições oferecedoras de
cursos a distância não hesitem em fornecer declaração de estudo para que
detentos, alunos de cursos a distância, possam se beneficiar do direito da remição
penal por estudo, em vigor em alguns estados brasileiros. A remição penal por
estudo permite que apenados paguem parte de sua pena estudando em cursos
regulares.
É importante destacar que a utilização do MIF atende muito mais aos
interesses dos alunos, sejam apenados ou não, do que aos interesses dos
administradores, professores ou tutores, pois é com a incorporação de imagens no
relatório que o aluno vai comprovar sua real participação, durante a realização de
suas atividades e avaliações. Caberá ao administrador, ao professor ou ao tutor
validar e certificar a participação dos alunos no AVEA. Podemos comparar validação
e certificação com o processo de realização de chamada numa sala de aula
presencial e da apresentação de documento de identificação durante a realização
de um exame presencial.
Logo, o MIF implementado, neste trabalho, pode ser considerado uma forma
de se garantir segurança digital, por imagem fisionômica, ao AVEA Moodle.
Algumas dificuldades foram encontradas no estudo da documentação do
AVEA Moodle. Mesmo possuindo site próprio, disponibilizado pelo desenvolvedor, e
ter seu código aberto, houve dificuldade na identificação de onde cada componente
do sistema realizava determinadas funções. Muitas vezes, houve necessidade de se
recorrer à comunidade virtual para solução de problemas.
86
6.2 Perspectivas Futuras
Algumas recomendações para trabalhos futuros podem ser assinaladas, tais
como:
a)
o
reconhecimento
facial
automático
assistido
por
computador,
comparando a imagem de um banco de imagens com as imagens capturadas
durante a realização das intervenções do aluno no AVEA. Atualmente, existem três
maneiras de realizar a identificação facial assistida por computador: a comparação
morfológica de características faciais, a análise antropométrica e a superposição da
face (YOSHINO et al., 2000). Não foi parte do escopo deste trabalho investigar qual
dessas três maneiras é mais adequada para o reconhecimento facial;
b) a realização de testes de validação relacionados à usabilidade, carga e
performance do mecanismo de identificação fisionômica em uma penitenciária;
c) a inclusão de imagens capturadas pela webcam em outros tipos de
relatórios disponibilizados pelo Moodle (outline e completo).
87
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