SOBRE O SIACUA

O SIACUA (Sistema Interativo de Aprendizagem por Computador – Universidade de Aveiro) foi desenvolvido com o intuito de apoiar o estudo autónomo na Universidade de Aveiro, e acabou por se estender ao público em geral.

O sistema tem sido amplamente utilizado em diversas unidades curriculares dos primeiros anos da Universidade de Aveiro.

Está em constante desenvolvimento, com melhorias na programação a serem implementadas, conteúdos a serem revistos e novos recursos de aprendizagem a serem incorporados regularmente.


SIACUA: o essencial

Para cada tópico há 4 elementos que o utilizador pode escolher, simulando o que um professor faz quando procura criar condições para a aprendizagem ocorrer:
(1) Revisão dos conceitos anteriores mais relevantes para aprender o tópico escolhido.
(2) Introdução, em linguagem menos formal, embora rigorosa, para um primeiro contacto com o tópico.
(3) Referências precisas para o estudo completo do tópico escolhido.
(4) Praticar - questões de escolha múltipla e respetivo feedback.

As questões de escolha múltipla

As questões parametrizadas de escolha múltipla do SIACUA são desenvolvidas com ênfase na aprendizagem. No entanto, são também usadas para calcular a estimativa do conhecimento do estudante, que é apresentada nas barras de progresso. Para cada questão, existe uma proposta de resolução detalhada que, segundo os diversos questionários anónimos, interação com os estudantes e experiências de avaliação, são o recurso de aprendizagem mais valorizado pelos estudantes.

DADOS E TURMAS

Toda a atividade dos utilizadores fica registada na aplicação, podendo ser consultada e exportada. O professor pode criar turmas usando ficheiros do Paco ou ficheiros Excel, de modo a seguir mais facilmente a atividade dos seus estudantes.

RECURSOS DE APRENDIZAGEM

São utilizados recursos de diversos tipos para cada tópico, incluindo textos, pequenos vídeos, atividades do GeoGebra, prompts para o ChatGPT, WolframAlpha, figuras do PyGgb (desde 2024), entre outros. Como o SIACUA foi desenvolvido desde o início na Universidade de Aveiro, existe a liberdade para incorporar qualquer recurso de aprendizagem na aplicação.

estudante

Entra num dos cursos que o SIACUA tem para te oferecer e começa já a aprender de forma autónoma e ao teu ritmo!

O SIACUA indica-te o que deves estudar antes de começar a praticar.
Resolve exercícios de escolha múltipla num diversificado conjunto de matérias e conteúdos.
Se não souberes porque a tua resposta não está certa, basta leres a respetiva proposta de resolução. Há resoluções para todas as questões!

professor

Pode criar o seu módulo temático, bastando para isso, definir uma lista de conceitos com o peso de cada um. A seguir, disponibilize aos seus estudantes os conteúdos, que ficam organizados na forma de um índice com barras de progresso para cada tópico, ficando claro para cada estudante o que deve estudar e qual o estado atual do seu estudo.

Modelo Bayesiano de utilizador

No SIACUA, a cada utilizador está associada uma rede Bayesiana, que inclui o mapa conceptual do assunto em estudo, a qual é actualizada após cada evidência de conhecimento (ou desconhecimento) recolhida. O modelo foi proposto e testado com alunos simulados (ver [1] e [2]) e alunos reais (ver [3]). Está a ser implementado um tutor inteligente para fornecer sugestões ao utilizador com base na sua atividade.

Breve história do SIACUA

A aplicação foi desenhada e criada pelos docentes Luís Descalço e Paula Carvalho. Inicialmente, o trabalho foi desenvolvido por uma equipa de 5 docentes, combinando os projetos MEGUA e SIACUA. A maior parte das questões era da autoria de Paula Carvalho, Paula Oliveira e Dina Seabra e foram desenvolvidas na plataforma MEGUA, criada por João Pedro Cruz (ver [1]).

O SIACUA, que surgiu como uma evolução da aplicação C3Web (usada em Cálculo III) programada por Luís Descalço e Paula Carvalho, implementa um Modelo Bayesiano de utilizador (ver [2] e [3]) validado com alunos por Paula Oliveira, Sandra Diogo, Luís Descalço, Eva Millán e Gladys Castillo (ver [4]).

Numa primeira fase, em 2013, o SIACUA, começou por incluir questões tipo verdadeiro/falso generalizado do Projeto Matemática Ensino, com apoio na programação de Alexandre Silva, Vitor Hugo Fernandes e Alexandra Bernardo. Inclui também trabalho de diversos outros docentes, estudantes e bolseiros da Universidade de Aveiro.

Em 2016 a aplicação foi melhorada e diversas funcionalidades foram implementadas pela bolseira de investigação do projeto MATEAS, Ana Gonçalves, incluíndo a criação de novas árvores de conceitos e novos cursos dentro da aplicação.

Em 2017 a aplicação foi melhorada permitindo agora a disponibilização de diversos objectos de aprendizagem, incluíndo vídeos, disponiblizados com base no modelo de trajectorias de aprendizagem MOTRAC por Alberto Canto Filho e José Valdeini de Lima, UFRGS. Um interface para a criação de conteúdos parametrizados com o MEGUA foi implementado por Fábio Henriques (bolseiro do MATEAS) e Cláudio Henriques.

Em 2019 a aplicação sofreu uma grande remodelação, idealizada e implementada pelos bolseiros do MATEAS Cláudio Henriques e Fábio Henriques com ajuda da bolseira da UATEC Margarida Ferreira. Agora é possível criar cursos de raiz, além dos cursos rápidos, sem necessidade de programação. Podem ser usados ficheiros do Paco para associar estudantes a turmas. Vários tipos de pesquisas podem ser feitas e os resultados salvos em ficheiros. Foram alterados os níveis de acesso permitindo definir que professores têm acesso a um curso. A interface foi melhorada quer para os estudantes quer para os professores, sendo facilitada a introdução de conteúdos parametrizados com Python e SymPy bem como os objetos de aprendizagem associados aos conceitos. Foi criada uma FAQ dentro da aplicação a explicar as pricipais funcionalidades.

Em 2024, com a visita de Ben North, do Trinity College de Dublin, o SIACUA passou a permitir a utlização do Python com GeoGebra para a criação de figuras parametrizadas, usando o PyGgb (https://siacua.web.ua.pt/pyggb/).

Questões do MEGUA. As questões de Cálculo I e Cálculo II foram elaboradas por Paula Oliveira e Dina Seabra. As questões Cálculo III foram elaboradas por Paula Carvalho, Luís Descalço, Dina Seabra e outros.

Modelos do PmatE. Os modelos de Cálculo I e Cálculo II foram elaborados por Ana Helena Tavares e Paula Oliveira. Os modelos de Cálculo III foram elaborados Luís Descalço, Maribel Aires, Manuel Martins e outros.

Trabalho em curso - 2024

  • SIACUA modular. Revisão e seleção de conteúdos para os novos "cursos do SIACUA", que passam a ser módulos temáticos em vez de UC.
  • Escolha de questões a apresentar. Novo algoritmo para escolher questões para cada utlizador, tendo em conta o nível de dificuldade, acertos e o novo conceito de questões isomorfas ou equivalentes.
  • Figuras parametrizadas e PyGgb. Incorporação do PyGgb para utilização do Python com GeoGebra para a criação de questões parametrizadas.
  • Tutor inteligente. Novo tutor para recomendações com base num modelo que está sendo criado, para dar sugestões ao utilizador (como, por exemplo, tópicos para estudar) com base na sua atividade.

Design do SIACUA

Design elaborado em 2016 pelos alunos do DECA Joel Seabra e Inês Margarido, com bolsa do MATEAS, supervisionados pelo docente Helder Caixinha.

SIACUA no CIDMA

A partir de 2015 o projecto SIACUA passou a integrar a linha temática MATEAS, juntamente como o projeto MEGUA, e a ser financiado pelo CIDMA - “Centro de Investigação e Desenvolvimento em Matemática e Aplicações” e pela FCT - “Fundação para a Ciência e a Tecnologia” no âmbito do projeto UID/MAT/04106/2013.

Referências

[1] Eva Millán, Thesis: Bayesian system for student modeling. AI Commun. 13(4): 277-278 (2000)
[2] Eva Millán, José-Luis Pérez-de-la-Cruz, A Bayesian Diagnostic Algorithm for Student Modeling and its Evaluation. User Model. User-Adapt. Interact. 12(2-3): 281-330 (2002)
[3] Pedro Cruz, Paula Oliveira, Dina Seabra. Exercise templates with Sage Math. Tbilisi Mathematical Journal. Volume 5, No. 2 (2012), pp 37-44.
[4] Eva Millán, Luís Descalço, Gladys Castillo, Paula Oliveira e Sandra Diogo, Using Bayesian networks to improve knowledge assessment, Computers and Education, Volume 60, Issue 1, January 2013, Pages 436-447.
[5] Jacinta Poças, João Pedro Cruz, Luís Descalço, Paula Carvalho. Multiple choice parameterized exercises in Logic (http://ttl2015.irisa.fr/TTL2015_proceedings.pdf). PP 177 - 184. Proceedings of the Fourth International Conference on Tools for Teaching Logic, IRISA, Rennes, France, 9–12 June 2015. [6] L. Descalço, Paula Carvalho. Using Parameterized Calculus Questions for Learning and Assessment (http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=7152443). Atas da 10ª Conferência Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, 710-714, Águeda, June 2015.
[7] Ana Gonçalves, Ana Tomé, Luís Descalço. Predicting Student Performance with Data from an Interactive Learning System (http://ria.ua.pt/handle/10773/16628), RecPad 2016, Universidade de Aveiro, 35-37, Aveiro, 2016.
[8] L. Descalço, P. Carvalho. Comparing Learning Objects For Effective Learning in Mathematics (https://ria.ua.pt/handle/10773/28952). Proceedings of EDULEARN20 Conference, 6th - 7th July, Palma de Maiorca, Spain (virtual), International Academy of Technology, Education and Development (IATED), 1173-1179, Palma, Spain, 2020.
[9] L. Descalço, P. Carvalho. Distance learning in mathematics with teams and SIACUA (http://hdl.handle.net/10773/32791). Proceedings of EDULEARN21 Conference, 6th - 7th July, Palma de Maiorca, Spain, International Academy of Technology, Education and Development (IATED), 5045-5050, Palma, Spain, 2021.

Universidade de Aveiro CIDMA FCT

cursos

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Cálculo 1

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edos

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Electromagnetismo

3/5

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Elementos de Matemática

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(11 votos)

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funcoesvv

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integracao

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Integration

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(1 voto)

laplace

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(1 voto)

Matemática Básico

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Matemática Secundário

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Mecânica

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Pré-Cálculo

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seriespot

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Cálculo para Engenharias: calculo diferencial e integral com várias variáveis

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