OPENSMALS: um repositório aberto para auxiliar no ensino de modelagem de software empregando estratégias de aprendizagem ativa - Silva, Williamson Alison Freitas (2020)
Modelagem é um tópico central na Educação em Engenharia de Software. A modelagem de software possibilita que os engenheiros de software compreendam de forma aprofundada os conceitos ou problemas específicos durante o desenvolvimento de software usando diferentes níveis de detalhes. A Unified Modeling Language (UML) é um padrão de modelagem amplamente usado na indústria de software como uma linguagem para especificar sistemas de software. No entanto, os estudantes enfrentam dificuldades enquanto estão aprendendo modelagem de software empregando os diagramas UML. Uma causa possível é a abordagem tradicional centrada no professor que ainda domina os cursos de Computação. Para ensinar a modelagem de software de maneira eficaz, os professores que geralmente empregam métodos tradicionais podem usar estratégias de aprendizagem ativa. Contudo, os professores relutam em mudar suas abordagens de ensino devido às diversas barreiras que impedem a aplicação de estratégias ativas de aprendizagem. Além disso, há relativamente poucas pesquisas que tratam sobre como mitigar essas barreiras. O objetivo apresentado nesta tese de doutorado é apoiar os professores na adoção de estratégias de aprendizagem ativas no ensino de modelagem de software. Para atingir esse objetivo, esta pesquisa foi guiada pela abordagem de pesquisa Design Science Research (DSR). O DSR permitiu a delimitação do problema de pesquisa, o desenvolvimento, a avaliação e a evolução de um artefato. A abordagem DSR é um processo iterativo e compreende três ciclos de pesquisa interligados entre si: O Ciclo de Relevância, o Ciclo de Design e o Ciclo de Rigor. Durante o Ciclo de Relevância, realizou-se a análise da viabilidade do tema de pesquisa. Para isso, foi conduzido um Mapeamento Sistemático da Literatura para compreender as principais dificuldades percebidas pelos estudantes ao realizar a modelagem de software e identificar as estratégias de ensino utilizadas pelos professores para apoiar o ensino de modelagem de software. Foram também conduzidos estudos experimentais exploratórios para obter uma melhor compreensão, sob as perspectivas dos estudantes e professores, das estratégias de aprendizagem ativa identificadas na literatura. O Ciclo de Design possibilitou a o desenvolvimento, avaliação e evolução de um artefato. O artefato proposto é um repositório chamado OpenSMALS (Open Repository for Software Modeling Teaching from Active Learning Strategies). O OpenSMALS fornece diretrizes específicas sobre como os professores podem aplicar as estratégias de aprendizagem ativa, além de ajudá-los na identificação das estratégias que melhor se adequam ao seu contexto de ensino. Para avaliar e evoluir o OpenSMALS, foram conduzidos quatro Ciclos de Design – em quatro universidades diferentes – para avaliar o uso do OpenSMALS. Os resultados mostraram que o OpenSMALS reduziu satisfatoriamente as barreiras enfrentadas pelos professores e alcançou um nível de maturidade adequado a ser adotado por outros professores. Por fim, o Ciclo de Rigor refere-se principalmente à geração e o uso do conhecimento. Com isso, os principais fundamentos estão relacionados ao conhecimento sobre educação em Engenharia de Software, as estratégias de aprendizagem ativa, o Mapeamento Sistemático da Literatura, os estudos experimentais, análise qualitativa e quantitativa, Grupos de Foco, entrevistas, dentre outros. Com relação à geração de conhecimento, a principal contribuição para a base de conhecimento é o próprio OpenSMALS, como um novo repositório aberto que ajuda os instrutores a identificar estratégias de aprendizagem ativa mais adequadas ao seu contexto de ensino. Além disso, (i) o processo de uso do OpenSMALS em configurações reais serve como exemplo para outros instrutores, (ii) a investigação realizada para desenvolver o OpenSMALS, (iii) o conjunto de estratégias de aprendizagem ativa que podem ser usadas para ensinar diagramas UML ( iv) os aspectos a serem considerados na implementação da estratégia e (v) o conhecimento relacionado à análise dos impactos da estratégia no ensino do diagrama UML.