semantic web no contexto educativo

Semantic Webno Contexto Educativo

Um Sistema de e-Learning para a Web Semântica

Baseado na Tecnologia de Agentes Inteligentes Móveis

E-mail: [email protected] | URL: http://www.vg.web.pt | Vitor Barrigão Gonçalves

Semantic Web no Contexto Educativo

FEUP - Engenharia Electrotécnica e de Computadores 2

Sumário

Motivação Tecnologias para o e-Learning Tecnologias para a Web Semântica O e-Learning e a Web Semântica Arquitectura Proposta para o Sistema Desenvolvimento do Sistema



Motivação

Com a Internet surgiram: Novos modelos de Comunicação

Novas estratégias de difusão de informação

Novas formas de ensino/aprendizagem Auto-formação ao longo da vida via conteúdos Web dispersos

Auto-formação ao longo da vida via Sistemas de e-Learning

Sim! Mas nem tudo são rosas…



MotivaçãoA Web actual é uma biblioteca de documentos mundial…

Hum!...Será?!?



MotivaçãoA Web actual não será mais parecida com…

…um montão de livros, revistas e cassetes de áudio e vídeo?



Motivação

Agentes de software não distinguem os poetas dos atletas,as cores das flores ou os nomes comuns dos nomes próprios.

O Google apresenta resultados satisfatórios na procura de um conceito.

Mas,

Não lida com a relação entre dois conceitos.Não procura informação em Base de Dados (Deep Web).Não devolve conhecimento implícito.

Porquê?Conteúdos orientados para as pessoasE não para as máquinas (agentes de software).

EU NÃOENTENDO



Motivação

1.ª Geração:Ensino por correspondência.

2.ª Geração:Tele-educação (Universidade Aberta).

3.ª Geração:Serviços Telemáticos - comunicações assíncronas.

4.ª Geração:E-Learning, m-Learning, b-Learning e comunidades virtuais.



Motivação

Interacção com os conteúdos:Exploração e adaptação dos recursos educativos(Conteúdos Web ou materiais de estudo).

Interacção social:Utilização das TICs na relação professor/aluno(s) e aluno/Aluno(s) (Aplicações Web, correio electrónico, fóruns de discussão, chats, vídeo-conferência);



Motivação

Tecnologiasde e-Learning

(Web, FTP, E-mail, Fórum, ChatÁudio e Videoconferência)

Gestão da Informação

(conteúdos e Materiais de apoio)

Teorias daAprendizagem

(Pedagogia e Didáctica)

ALUNO

Modelo tecnológico e pedagógico integrados?



Tecnologias para o e-Learning WebCT (http://www.webct.com)

Lotus Learning (http://www.lotus.com/lotus/offering3.nsf)

TopClass e-Learning Suite (http://www.wbtsystems.com)

Luvit LMS (http://www.luvit.com)

Blackboard Academic Suite (http://www.blackboard.com)

Virtual-U (http://www.virtual-u.org)

Moodle (http://moodle.org)

Zope (http://www.zope.org)

Mambo (http://www.mamboserver.com)

Personalização dos e-cursos? Nem por isso!

Mas, também nem tudo são espinhos…

Se houver METADADOS!



Tecnologias para o e-Learning

LOs são peças LEGO que

têm o mesmo modelo.

Se têm o mesmo modelo podem ser encaixadas e reutilizadas.

- Objectos de Aprendizagem: Learning Objects- Normas IMS (Instructional Management Systems)- Modelo SCORM (Sharable Content Object Resource Model)



Tecnologias para o e-Learning

LMSs – Learning Management Systems LCMSs – Learning Content Management Systems

IEEE-LOM 1484.12 (IEEE Standard for Learning Object Metadata)Modelo de referência: SCORM

Reutilização

Interoperabilidade

Personalização

Granularidade baixa



Tecnologias para a Web Semântica



Tecnologias para a Web Semântica Tecnologia XML Tecnologia de Metadados

RDF (Resource Description Framework) DCMES (Dublin Core Metadata Element Set) LOM (Learning Object Metadata) MPEG7 (Multimedia Content Description Interface)

Tecnologia de Ontologias RDFS (Resource Description Framework Schema) OWL (Ontology Web Language)

Tecnologia de Inferência (RuleML e SWRL) Tecnologia de Agentes (Java, KQML)



Tecnologias para a Web Semântica

Estruturar os dados

Atribuir significado aos dados

Entender o significado dos dados

Definir como racionar sobre os dados

Reconhecer a veracidade das inferências

Confiar na autenticidade das fontes



Tecnologia de Agentes

Capacidade de realizar

tarefas

Recurso à base de

conhecimento

Capacidade de comunicar

Tarefa 1 Tarefa n À priori AprendizagemCom o

utilizadorCom outros

agentes

AMBIENTE

Agent Agent

Agent

Agentede

Software

Agent

Agentede

Software

Agent Agent




Autonomia

Cooperação

AgentesInteligentes

Aprendizagem

Agentes de Interface

Agentes Colaborativos

Agentes Colaborativos

comaprendizagem

Propriedades: Reactividade

Pró-actividade

Persistência

Sociabilidade

Mobilidade

Intencionalidade




Classificação: Quanto à mobilidade:

Agentes estáticos ou móveis

Quanto à presença de modelo de raciocínio: Agentes deliberativos ou reactivos

Quanto à funcionalidade: Agentes de Informação e de Internet

Quanto à presença de atributos primários: Agentes colaborativos com/sem capacidade de aprendizagem Agentes de Interface Agentes Inteligentes

Quanto à existência de filosofias híbridas




Linguagens de programação de agentes: Linguagens interpretadas:

Java, Tcl/Tk, Telescript, Obliq, Phantom, Python, Prolog… Linguagens compiladas:

C, C++, Smalltalk, Pascal…

Linguagens de comunicação entre agentes: AgentTalk, AOP, ACL, KIF, KQML

ACL (Agent Communication Language): KIF+KQML KQML (Knowledge Query and Manipulation Language)



Tecnologia de AgentesPlataformas de desenvolvimento:

AGENT BUILDERAGLETS ou ASDKCONCORDIAENAGO MOBILEJACK ou JDEJADETACOMAVOYAGER

MIDDLEWARE(Plataforma de Agentes Móveis Inteligentes)

CLIENTE SERVIDOR



O e-Learning e a Web SemânticaAplicar a filosofia de objectos de aprendizagem (IMS/SCORM)

Aplicar as Tecnologias para a WS nos Sistemas de e-Learning

Descrever os LOs com Metadados LOM/RDF 1484.12.3 - Integração entre LOM e XMLS

1484.12.4 - Integração entre LOM e RDF

Criar Ontologias OWL

Defenir regras de inferência

Construir sistemas de agentes inteligentes e agentes móveis:

Agentes de Interface, de Pesquisa e de Informação



Arquitectura genérica do Sistema

Utilizador

Agente deInterface

BD Sistema e-Learning

BD Servidor Conteúdos

Servidor Web

Agente dePesquisa

Agente deInformação



Agente dePesquisa

Agente dePesquisa

Agente dePesquisa

regressa

enviado

Agente dePesquisa

cria

Informachegada

migra

migra

Agente dePesquisa

Pedido de informação



EventosApresentação de Resultados

destrói

resultados



Desenvolvimento do Sistema Metodologias baseadas na teoria dos agentes:

GAIA, mGAIA, MESSAGE/UML, OPM/MAS, ROADMAP, SODA, Tropos…

Extensões das metodologias orientadas por objectos: MaSE, PASSI e Prometheus…

Metodologias baseadas na engenharia do conhecimento: MAS-CommonKADS

Metodologias híbridas: Skeleton methodology e Modular methodology



Desenvolvimento do Sistema

Modelação e especificação

UML (Unified Modelling Language)

AUML (Agent Unified Modelling Language)

AML (Agent Modelling Language)



Desenvolvimento do Sistema

Implementação do Sistema Sistema Multiagente inteligente e móveis:

Voyager

Sistemas de e-Learning: Moodle

Sistema de gestão de conteúdos: Mambo (PHP/mysql)

Conteúdos educativos: XML, LOM, RDF (IsaViz) Ontologias: OWL (Protegé e SWOOP)



Considerações Finais

Num futuro muito próximo, passaremosmais tempo a ler, ver e ouvir recursos educativose muito menos tempo a filtrar essa informação.

Mas, ainda há muito trabalho para fazer:

- Aplicar a Web Semântica às Intranets (educativas);

- Aplicar a Web Semântica às Extranet (entre instituições);

- Aplicar a Web Semântica à Web actual.

Os metadados, ontologias e agentes são vitais…



Considerações Finais

A Web semântica é o instrumento necessário ao desenvolvimento da inteligência colectiva (Pierre Lévy, 2003).

Logo, constitui uma peça crucial no desenvolvimentoda actual Sociedade da Informação e do Conhecimento.

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