Visual modeling based on containable blocks as an instrument to support the teaching-learning process

Esta Tese apresenta um modelo gráfico, apoiado por uma ferramenta web, denominado Bloco Conceitual (BC), o qual visa atuar nas etapas do processo ensino-aprendizagem. No aspecto do ensino é explorado o uso de tecnologias baseadas no encaixe entre elementos gráficos para apoiar a etapa de planejamento didático docente, já do lado da aprendizagem é apresentado um modelo gráfico que favorece a aprendizagem significativa a partir do processo de hierarquização de conceitos e recursos de aprendizagem. Para tanto, é definido um vocabulário gráfico baseado em uma Linguagem de Programação Visual (LPV) e ancorado na Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS), com forte vinculação ao constructo teórico das Trajetórias de Aprendizagem. Tal notação gráfica faz uso de elementos que se relacionam através do encaixe entre blocos, permitindo representar visualmente a concepção de conceitos, trajetos de aprendizagem, recursos de aprendizagem, avaliações e suas relações de interdependência. A relação entre os artefatos a partir de uma hierarquização dá origem ao que é chamado de modelagem do ensino e da aprendizagem, permitindo uma visão macro tanto do planejamento didático quanto da aprendizagem discente. Para demonstrar a viabilidade do modelo, foram realizados dois experimentos com docentes e dois experimentos com estudantes. O primeiro experimento com professores visou avaliar aspectos relativos à aceitação da tecnologia, e o segundo, analisar efeitos de seu uso no processo de planejamento didático. Os resultados dos experimentos com docentes apontam que o modelo é capaz de representar com fidedignidade as relações conceituais existentes em um plano de ensino, sendo considerado, na percepção dos participantes, como um instrumento útil para apoiar a etapa do planejamento didático. Tal modelo promoveu de forma eficiente a reflexão sobre o processo do planejamento, visto que a modelagem permitiu estabelecer relações conceituais sobre o plano de ensino, e este, por sua vez, proporcionou reflexões sobre a trajetória de aprendizagem planejada. Já os experimentos com estudantes colocam o modelo proposto como um instrumento que favorece a aprendizagem significativa, fato evidenciado pelos bons resultados de desempenho e homogeneidade dos grupos participantes, quando comparados com outros modelos. Também é fruto desta Tese o desenvolvimento de uma ferramenta web capaz de interagir com o modelo proposto, sendo disponibilizada para a comunidade de software livre.This thesis presents a graphic model, supported by a web tool, called Conceptual Block (BC), which aims to act in the design of teaching and learning . In the teaching aspect, the use of technologies based on the fit between graphic elements is explored to support the teaching didactic planning stage, while on the learning side a graphic model that favors meaningful learning is presented from the process of hierarchizing concepts and educational resources. For that, a graphic vocabulary based on a Visual Programming Language (LPV) and anchored in the Theory of Meaningful Learning (TAS) is presented, with a strong bond to the theoretical construct of Learning Trajectories. Such graphical notation makes use of elements that relate through the fitting between blocks, allowing to visually represent the conception of concepts, learning paths, educational resources, assessments, and their relationships at the level of interdependence. The relationship between artifacts from a hierarchy gives rise to what is called modelling of teaching and learning, allowing a macro view of both didactic planning and student learning. To demonstrate the viability of the model, two experiments with teachers and two experiments with students were carried out. The first experiment with teachers aimed to evaluate aspects related to the acceptance of technology, and the second to analyze the effects of its use in the didactic planning process. The results of the experiments with teachers point out that the model is able to reliably represent the conceptual relationships existing in a teaching plan, being considered, in the perception of the participants, as a useful tool to support the didactic planning stage. The model promoted efficient reflection on planning processes, where modeling allows to establish conceptual relationships about the teaching plan, and this, in turn, provides reflections on the planned learning trajectory. The experiments with students, on the other hand, place the proposed model as an instrument that favors meaningful learning, which was evidenced by the good results of performance and homogeneity of the participating groups, when compared with other traditional methods. The result of this thesis is also the development of a web tool capable of interacting with the proposed model, being made available to the free software community