Ensino por tutor inteligente de linguagens textuais de comandos em aplicações de sistemas operacionais

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta a concepção, projeto e implementação do sistema ISABELA (Intelligent System for Assisting BEgginers in LAnguages), o qual é composto de um conjunto de ferramentas utilizadas no apoio ao ensino de programação com linguagens textuais para sistemas operacionais. O ambiente oferece duas ferramentas: uma de ensino e uma de autoria. A ferramenta de ensino se propõe a cobrir a aquisição de princios e da prática no domínio de linguagens de operação de dispositivos digitais, tais como os sistemas operacionais. Os princípios são comunicados por meio de interações humano-máquina onde a máquina atua de forma passiva, sendo o aprendiz o agente responsável pela aprendizagem através da leitura de conceitos, enunciados de exemplos e a observação da dinâmica de execução dos referidos exemplos. A prática é vivenciada pela solução de problemas dados em exercícios propostos e a implementação da solução, os quais são avaliados e acompanhados por meio de tutoramente inteligente, de caráter reativo por parte da máquina. Este tutoramento inteligente abrange a avaliação de soluções típicas e atípicas fornecidas pelo aluno através de diagnóstico por caminhos-padrão e por análise de resultados. Finalmente, para o instrutor, o sistema oferece uma ferramenta de autoria que facilita a criação e manipulação do material expositivo e reativo destinado ao aprendiz, de acordo com o repositório de material didático da preferência do próprio instrutor.

Abstract: This work presents the conception, design and implementation of ISABELA (Intelligent System for Assisting BEgginers in LAnguages), which is composed of a set of tools to aid the teaching of computer programming with text-based languages applied to operating systems. The environment offers two tools: one for teaching/learning and one for authoring. The teaching/learning tool covers the acquisition of programming principles and programming experience through drill-and-practice examples in domains of digital device operation, such as an operating system. The principles are communicated by means of system-passive interactions where the trainee is responsible for learning through the inspection of new concepts and related commented examples, as well as through the dynamic execution of such examples. The experiential knowledge is communicated heavily by the intelligent assistance of problem solving tasks where the trainee engages in the implementation program instructions for exercises given by ISABELA. In this latter case, ISABELA evaluates the trainee's answer by means of a reactive tutoring model which embodies the idea of typical and atypical classification of problem solutions supplied by the user. ISABELA carries out the assessment through the program diagnosis according to two mains techniques: (1) standard-path matching and (2) black-box, input-output analysis. Finally, for the instructor, the system offers an authoring tool that facilitates the creation and manipulation of passive and reactive material for learning, according to the preference of the author.