comunicações do nono simpósio de...

INFORUMSimposio de Informatica

2017Aveiro

INForum 2017Comunicações do Nono Simpósio de Informática

12 e 13 de outubro de 2017

Universidade de AveiroAveiro, Portugal

INForum 2017 - Comunicações do Nono Simpósio de Informática, 12 e 13 de outubro de 2017, Universidade de Aveiro

Ficha Técnica

Título: INFORUM 2017 - Comunicações do Nono Simpósio de InformáticaCoordenação: João Paulo Barraca, Helena Rodrigues, António Teixeira, José Maria Fernandes

Ano: 2017Design e Paginação: João Paulo Barraca

publicado em formato eletrónico no seguinte endereço web:http://inforum.org.pt/INForum2017/docs/comunicacoes-do-inforum2017

Organização

Apoios

ii


Índice de Comunicações

Dia 1, 12 de outubroHuman Centred Pervasive Systems

1 Marques Bernardo, Brás Susana, Soares Sandra, Fernandes José M.Psychophysiology assessment tool using Virtual Reality

Bioinformática5 Falcão Ferreira Mafalda, Teixeira Luís F., Rosado Luís

Improving Malaria Parasites Detection in Thick Blood Smears - A Statistical Approach13 Vieira Pedro Gabriel, Matos Sérgio

Analysis of classifiers and features for identification of pathogenic mutations19 Correia Renato, Faria Daniel, Cardoso João, Oliveira João, Borbinha José

DatAPP: A Case of Data Annotation in Plant Phenotyping

Comunicações e Redes de Computadores23 Lopes Diana, J. Pereira Orlando, Carvalho Paulo, Rito Lima Solange

Sistema de Recolha de Resíduos Adaptativo em Cidades Inteligentes31 Pereira João, Zúquete André, Sargento Susana, Medina Miguel, Guardalben Lucas, Luís

MiguelMessage Dissemination Mechanisms for Driving Support Scenarios

35 Dias Rui, Fiorese Adriano, Guardalben Lucas, Sargento SusanaMultimedia Content Distribution in Over-The-Top Networks

39 Sousa Celso, Fonte AlexandreEstudo Empírico do Desempenho dos Modelos de Gestão de Filas FIFO, WFQ e CBWFQem Sistemas Reais

47 Rehman Asad Ur, Aguiar Rui.L, Barraca João PauloA Proposal for Fault-Tolerant and Self-Healing SDN Control Network

Sistemas de Informação Empresariais53 Rito Ricardo, Marques Ana Rute, Ferreira João

Portal De Gestão do Utilizador da ULisboa61 Sousa Paulo, Correia Alexandre, Mendes Victor

Migração Automática e Self-Service de Dados Clínicos67 Silva Ivo M. F., Teixeira Carlos, Guimarães Ana

Integração de Dados de Utilização de Serviços de Telecomunicações

Dia 2, 13 de outubroSistemas Embebidos e de Tempo Real75 Paiva Ana C. R, Flores Nuno H., Faria João P., Granate Marques José Manuel

Automatic Business Process Testing81 Nóbrega Luís, Gonçalves Pedro, Pedreiras Paulo, Morais Rui, Temprilho André

SheepIT: Automated Vineyard Weeding Control System87 Marques Luis, Almeida Luis, Pedreiras Paulo

Reactive Error Recovery in Time-Triggered Networks using On-line Traffic Scheduling91 Alves João De Sousa, Rufino José

On the (non-intrusive) observability of the CAN FD protocol

iii


95 Barbosa Paulo, Barros António, Pinho Luis MiguelIoT for Energy-Efficiency: connecting a serious game with energy metering in the Ener-GAware project

Gestão de Dados e Conhecimento99 Goulart Jorge, Silva Pedro, Vale Alberto, Dias Pereira João, Galhardas Helena

Towards an Information Management System for a Research Lab107 Ricardo Leandro, Sargento Susana, Oliveira Ilídio

Decision Support System for City Public Transportation

Ciência e Engenharia de Software111 Barbosa André, Costa Ana, Bom Francisco, Figueira José, Borbinha José

DecSpace: A Multi-Criteria Decision Analysis Framework119 Krysiak Pawe, Lourenço Hugo

A Data Validation DSL for the OutSystems language (Comunication)

Computação Móvel e Ubíqua127 Afonso Luis, Souza Mariana, Dias Paulo, Madeira Joaquim, Marques Margarida, Pombo

LuciaEduPARK app: a evolução de uma aplicação móvel para aprendizagem em contexto outdoor

131 Cerqueira Filipe, Silva João A., Lourenço João M., Paulino HervéSistema Publicador/Subscritor com Persistência de Dados para Redes de Dispositivos Móveis

139 Machado Miguel, Borges António, Oliveira AntónioMonitoring System Based on Fog Computing

147 Areias Bruno, Humberto Nuno, Guardalben Lucas, Sargento SusanaAutomated Flying Drones Platform for Sensing Smart Spaces

151 Simões Daniela, Guardalben Lucas, Sargento SusanaA Drone-Assisted Service for Emergency Scenarios

155 Ribeiro João, Zúquete André, Sargento SusanaSurvey of public transport routes using Wi-Fi

Segurança de Sistemas de Computadores e Comunicações159 Tavares Nuno, Silva Joao Nuno

Trusted RTK using a Blockchain Ledger163 Falé Miguel, Medeiros Ibéria, Neves Nuno

Resolução de Dependências Circulares em Inclusão de Código em Análise Estática de Código171 Guerra Miguel, Correia Miguel, Taubmann Benjamin, Reiser Hans

ITZ: An Introspection Library for ARM TrustZone177 Monteiro Diogo, Ferreira Paulo

TrustedVote - Trusted Computing for Internet Voting

Computação Paralela, Distribuída e de Larga Escala185 Morais Carlos, Pereira José, Alonso Ana

Impacto de mecanismos de recuperação transacional em sistemas NoSQL193 Joaquim Pedro, Bravo Manuel, Rodrigues Rodrigo, Matos Miguel, Rodrigues Luis

Processamento Incremental de Grafos em Sistemas Heterogêneos

iv

EduPARK app: a evolução de uma aplicação móvel para

aprendizagem em contexto outdoor

Luis Afonso1, Mariana Castro1, Paulo Dias2, Joaquim Madeira2, Margarida Marques1,

Lúcia Pombo1

1 DEP/CIDTFF; 2 DETI/IEETA, Universidade de Aveiro, Portugal {luisafonso,paulo.dias,jmadeira,marg.marq,lpombo}@ua.pt

[email protected]

Abstract. Visando promover a aprendizagem outdoor, o projeto EduPARK está

a desenvolver uma aplicação móvel para exploração educativa do Parque Infante

D. Pedro, em Aveiro dirigida a alunos, professores e público em geral. A aplica-

ção inclui um quiz interativo e desafios educativos, sob a forma de jogo, que

mostram conteúdos através do reconhecimento de imagens em Realidade Au-

mentada (RA), despoletando informação sob a forma de texto, áudio, vídeo e

mesmo imagens em 3D, e ainda localização por GPS, combinando o mundo real

com o virtual, através de atividades baseadas na prática do geocaching. O con-

texto físico trata-se do Parque Infante D. Pedro, em Aveiro, que tem uma rica

diversidade botânica e património histórico.

O objetivo deste artigo é apresentar os primeiros ciclos de desenvolvimento da

aplicação móvel EduPARK, reportando as alterações que têm vindo a ser intro-

duzidas com base no feedback dos utilizadores. Durante as sessões de teste com

os utilizadores foi recolhida informação relativa ao desenho, usabilidade, funci-

onalidade e conteúdo, essencial para a evolução do protótipo.

Esta investigação enquadra-se numa metodologia de design-based research que

prevê vários ciclos de melhoria e afinação da aplicação. A recolha de dados foi

efetuada com recurso a focus group e questionário administrado aos utilizadores

após a utilização da aplicação.

Os resultados indicam que a combinação das tecnologias móveis com Realidade

Aumentada (RA) e estratégias de gamificação, apresenta novos desafios e opor-

tunidades, em particular, na área educativa, potenciando a aprendizagem e esta-

belecendo ligações com o conteúdo curricular.

Keywords: Realidade aumentada; Aplicação móvel; Gamificação; Outdoor le-

arning, Design-based research.

1 Introdução

As tecnologias móveis têm sido cada vez mais utilizadas no quotidiano das populações,

porém ainda são pouco exploradas para fins educativos, nomeadamente em contexto

outdoor. O projeto EduPARK está a desenvolver uma aplicação móvel que utiliza Re-

alidade Aumentada (RA) e estratégias de gamificação, tendo por base os princípios de

geocaching para explorar o parque Infante D. Pedro. Esta aplicação dirige-se a alunos,

professores e público em geral e integra guiões didáticos, assentes numa cultura inter-

disciplinar e consentâneos com os atuais currículos de várias disciplinas, tais como as

Ciências Naturais, as Ciências Físico-químicas, a História, a Geografia e a Matemática,

de todos os níveis de ensino. A aplicação recorre a reconhecimento de imagens em

Realidade Aumentada, despoletando conteúdos sob a forma de texto, áudio, vídeo e

mesmo imagens em 3D, e ainda localização por GPS, combinando o mundo real com

o virtual, através de atividades baseadas na prática do geocaching. A utilização de RA,


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tecnologia que permite ao utilizador ver o mundo real de modo diferente, enriquecido,

sobrepondo objetos virtuais, possibilita uma interação atrativa com o ambiente (Pre-

zotto et al., 2013). A exploração desta aplicação em visitas de estudo ao ar livre é algo

completamente novo, no contexto educativo, daí a inovação deste projeto.

O presente artigo apresenta os primeiros ciclos de desenvolvimento e a evolução da

aplicação móvel do EduPARK, com base em várias experiências já realizadas no Par-

que, envolvendo alunos, professores e visitantes.

2 Aplicação móvel EduPARK

A aplicação móvel EduPARK está a ser desenvolvida sobre a expectativa de “combinar

a tecnologia que é familiar aos alunos, juntamente com práticas de ensino em ambientes

ao ar livre, permitindo potenciar as aprendizagens que deixam de ter lugar exclusiva-

mente em sala de aula e se movem para espaços que os alunos exploram fisicamente,

estabelecendo ligações com os conteúdos curriculares e com os colegas que com eles

os partilham” (Pombo et al, 2017). Partindo deste objetivo, a ideia base da aplicação

assenta num jogo de perguntas e respostas que possibilita aos utilizadores a exploração

física do Parque, assim como dos conteúdos em RA disponíveis. A aplicação está a ser

desenvolvida para o Sistema Operativo Android utilizando o Unity 5, um popular motor

de jogo multiplataforma. Para a deteção de marcadores em RA, utilizou-se o Vuforia

SDK para Unity, uma vez que o Vuforia atualmente é a plataforma mais amplamente

adotada para a tecnologia em RA. Os elementos em 3D foram desenvolvidos através

do Sketchup (software CAD gratuito).

Foram já realizadas várias iterações para melhorar e evoluir o protótipo, justificando

uma abordagem de investigação baseada na metodologia de design-based research

(Anderson & Shattuck, 2012), dado o caráter inovador das características da aplicação

como a interatividade RA e a interdisciplinaridade baseada em geocaching. Desde logo

se assumiu que o desenho da aplicação teria de ser interativo permitindo corrigir e me-

lhorar os vários protótipos. A avaliação é baseada nas perceções dos utilizadores, depois

de a usarem, já que a aplicação está sob a fase de prototipagem.

Para apoiar a aprendizagem dos utilizadores (em particular, os alunos) e apresentar

uma relevância educativa, o desenvolvimento foi articulado com guiões multidiscipli-

nares para diferentes públicos-alvo desde o 1º Ciclo do Ensino Básico ao Ensino Supe-

rior, mas também com potencialidade para os visitantes do Parque, numa lógica de

aprendizagem ao longo da vida.

2.1 Do primeiro ao segundo protótipo

O primeiro protótipo da aplicação EduPARK foi testado durante a Semana Aberta da

Ciência e Tecnologia da Universidade de Aveiro, em 2016, e teve como objetivo prin-

cipal avaliar a própria aplicação em termos de aceitação e usabilidade. Para esta ativi-

dade foram usados apenas dois guiões educativos (1º e 3º Ciclos do Ensino Básico).

Durante o desenvolvimento deste primeiro protótipo, realizou-se uma avaliação heurís-

tica, com base na estrutura de "avaliação de usabilidade das interfaces de dispositivos

móveis" (Neto & Pimentel, 2013). Vários especialistas em educação em Ciência e Tec-

nologia foram convidados a usar o protótipo da aplicação no parque e a realizar a sua

avaliação. Foram recolhidos e analisados cinco relatórios sobre o guião do 1º Ciclo e

três no guião do 3º Ciclo. Isso permitiu corrigir problemas técnicos relacionados, por

exemplo, com o uso do espaço no ecrã e a facilidade de entrada, o que resultou em dois

guiões interativos baseados em questões.


128[paper 28]

O jogo, neste primeiro protótipo, está organizado obedecendo à seguinte sequência: i)

instruções para encontrar um marcador RA específico; ii) reconhecimento do marcador;

iii) pergunta de escolha múltipla, com um conteúdo associado (texto, áudio ou imagem)

e iv) feedback sobre a resposta dada e concessão de pontos, se respondido corretamente.

A segunda versão da aplicação foi desenvolvida para ser utilizada por alunos do 1º

Ciclo do Ensino Básico, integrada na Prática Pedagógica Supervisionada da Licencia-

tura em Ensino Básico da Universidade de Aveiro. A partir desta versão a aplicação

permite criar os perfis de utilizador e permite também gravar e retomar o progresso de

um jogo a qualquer altura. No que diz respeito ao jogo em si, os marcadores de RA

deixam de ser um checkpoint e passam a fornecer informações sobre as espécies encon-

tradas no parque: dados gerais da planta, flor, fruto, folha 3D, origem, floração e fruti-

ficação e curiosidades, num cenário de RA. Foram também introduzidas geocaches vir-

tuais que podem ser encontradas em determinadas alturas do jogo e onde a equipa tem

de se deslocar a um ponto específico do parque. Resumindo, a sequência do jogo passou

a ser a seguinte: i) reconhecimento opcional de um marcador RA e visualização da

informação disponibilizada; ii) pergunta de escolha múltipla, com um conteúdo associ-

ado - escrito, áudio ou imagem; iii) feedback sobre a resposta dada e concessão de

pontos, se respondido corretamente e iv) em certas alturas do jogo, encontrar geocache

virtual (opcional).

3 Metodologia

Nas duas atividades, seguiu-se a mesma metodologia de recolha de dados. Fez-se um

focus group semi-estruturado com os alunos logo após as atividades no Parque que

compreendeu questões sobre a aplicação e sobre a atividade. Estes dados foram subme-

tidos a análise de conteúdo, com categorias emergentes dos dados empíricos. Comple-

mentando o focus group, foi também aplicado aos alunos, em ambas as atividades, um

inquérito por questionário compreendendo duas secções: i) perfil do aluno e ii) usabili-

dade da aplicação, com perguntas de escolha múltipla, onde a resposta é dada segundo

uma escala de Likert de cinco pontos. O questionário foi desenvolvido com base na

"Validação Europeia Portuguesa da Escala de Usabilidade do Sistema (SUS)" de Mar-

tins, Rosa, Queirós, Silva e Rocha (2015), que permite avaliar a usabilidade de sistemas

como websites e aplicações móveis (Bangor, Kortum e Miller, 2009).

4 Resultados, discussão e conclusões

Em ambas as atividades, a maioria dos estudantes alegaram possuir um telemóvel pes-

soal sendo normalmente usado para jogos (principalmente de ação, aventura, desporto

e simulação), ver vídeos, ouvir música, navegar na internet. Os jogos educativos digi-

tais foram os menos preferidos, pelo que possivelmente esses jogos não estejam a ser

devidamente explorados no contexto educativo. Os resultados mostraram também que

os alunos, apreciam ter acesso a informação sobre o seu progresso durante o jogo. Estes

resultados devem ser tidos em consideração, pois os designers de jogos educativos de-

vem refletir sobre quais os recursos que valem a pena integrar. De acordo com o SUS,

ao comparar com Sauro (2011), em que os valores variaram de 55 a 100, neste trabalho

a aplicação manteve uma pontuação SUS alta tanto na primeira versão (85,6) como na

segunda (86,2), o que, de acordo com a classificação de Bangor, Kortum & Miller

(2009), a usabilidade da aplicação EduPARK é considerada excelente.


129[paper 28]

Na primeira versão da aplicação, em geral, os alunos apontaram como fatores positivos:

i) entusiasmo e motivação, o que está de acordo com a literatura que afirma que o en-

volvimento e a motivação dos alunos para aprender podem ser promovidos pelo uso de

jogos (Kamarainen et al., 2013) e tecnologias em RA (Akçayır & Akçayır, 2017; Pérez-

Sanagustín, Hernández-Leo, Santos, Kloos e Blat, 2014, Radu, 2012); ii) aplicação en-

riquecedora e interessante, sendo um recurso que promove a aprendizagem para con-

textos outdoor; iii) promove ligação entre os conteúdos abordados na escola e situações

do quotidiano, o que indica que os guiões educativos na aplicação se encaixam no cur-

rículo nacional, conforme recomendado por Radu (2014); iv) feedback imediato, o que

está de acordo com a literatura que aponta a relevância do feedback formativo imediato

em ambientes educativos ao ar livre (Akçayır & Akçayır, 2017). Em relação aos pontos

negativos ou melhorias, a maioria dos aspetos referidos pelos alunos foram já corrigidos

e melhorados no segundo protótipo, nomeadamente o ecrã do mapa, usar outro tipo de

recurso para além do texto, como imagens e vídeos. Este tipo de animação parece pro-

mover o envolvimento dos alunos, como afirmam Kamarainen et al. (2013). A aplica-

ção registou também automaticamente os resultados do jogo de cada equipa, permitindo

analisar e ajustar recursos específicos da aplicação, por exemplo, questões que os alu-

nos não conseguiram responder corretamente. Esta característica foi mantida para a se-

gunda versão e pretende-se manter para versões futuras.

Em jeito de conclusão, pode afirmar-se que as TIC podem valorizar as práticas peda-

gógicas e os processos de compreensão de conceitos e fenómenos diversos (Pombo &

Martinho, 2009). A aplicação tem sofrido alterações e melhorias desde o seu primeiro

protótipo tendo em consideração o feedback dado pelos seus utilizadores ao longo dos

já diversos testes e atividades realizadas. De forma geral, a aplicação é reconhecida

como um recurso capaz de promover a aprendizagem em contexto outdoor.

Este trabalho permitiu aos autores refletir sobre a aprendizagem outdoor utilizando uma

aplicação em RA. O método escolhido revelou-se adequado para desenvolver e melho-

rar um produto de aprendizagem inovador, pois as perspetivas do utilizador são cruciais

neste processo. Em trabalhos futuros, os autores consideram importante haver triangu-

lação de outros envolvidos, como por exemplo, professores e monitores.

Agradecimentos

Este trabalho é financiado por Fundos FEDER através do Programa Operacional Com-

petitividade e Internacionalização - COMPETE 2020 e por Fundos Nacionais através

da FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do projeto POCI-01-0145-

FEDER-016542

5 Referências bibliográficas

Akçayır, M., & Akçayır, G. (2017). Advantages and challenges associated with aug-

mented reality for education: A systematic review of the literature. Educational Re-

search Review, 20, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2016.11.002

Anderson, T., & Shattuck, J. (2012). Design-Based Research: A Decade of Progress in

Education Research? Educational Researcher, 41(1), 16–25.

https://doi.org/10.3102/0013189X11428813

Bangor, A., Kortum, P. T., & Miller, J. T. (2009). Determining what individual SUS

scores means: Adding an adjective rating scale. Journal of Usability Studies. 4(3),

114-123.


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