6257 Vértices (Campos dos Goitacazes) Vértices 1415-2843 1809-2667 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense Brasil essentia@iff.edu.br 625764627016 https://doi.org/10.19180/1809-2667.v22n22020p208-223 DOSSIÊ TEMÁTICO: "TECNOLOGIAS DIGITAIS NA EDUCAÇÃO: ESTRATÉGIAS INOVADORAS" Internet das Coisas na Educação: um panorama a partir de Revisões Sistematizadas da Literatura Internet of Things in Education: an overview from Systematized Literature Reviews Internet de las Cosas en la Educación: una visión general de las Revisiones de Literatura Sistematizadas http://orcid.org/0000-0002-1372-9736 Ribeiro Arêas Lucas 1 lucas.areas30@gmail.com http://orcid.org/0000-0002-5088-6511 Teixeira Barcelos Peixoto Gilmara 2 gilmarab@iff.edu.br Bacharelando em Engenharia de Computação no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) Campus Campos Centro – Campos dos Goytacazes/RJ – Brasil. E-mail: lucas.areas30@gmail.com. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) Campus Campos Centro Brasil Doutora em Informática na Educação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Professora do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) Campus Campos Centro – Campos dos Goytacazes/RJ – Brasil. E-mail: gilmarab@iff.edu.br. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) Campus Campos Centro Brasil

Bacharelando em Engenharia de Computação no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) Campus Campos Centro – Campos dos Goytacazes/RJ – Brasil. E-mail: lucas.areas30@gmail.com.

Doutora em Informática na Educação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Professora do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminense) Campus Campos Centro – Campos dos Goytacazes/RJ – Brasil. E-mail: gilmarab@iff.edu.br.

 Mayo-Agosto 2020 22 2 208 223 20 03 2020 03 08 2020 Este documento é protegido por Copyright © 2020 pelos Autores. 2020 Os Autores https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pt_BR Esta obra está licenciada sob uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional (CC BY 4.0). Os usuários têm permissão para copiar e redistribuir os trabalhos por qualquer meio ou formato, e também para, tendo como base o seu conteúdo, reutilizar, transformar ou criar, com propósitos legais, até comerciais, desde que citada a fonte. Resumo

Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) refere-se a uma rede de objetos físicos que podem se conectar uns com os outros, por meio da Internet, permitindo coleta e transmissão de dados. Nesse contexto, este artigo tem por objetivo geral apresentar a análise dos dados de duas Revisões Sistematizadas da Literatura sobre a produção científica relacionada a aplicações da IoT no contexto educacional. A primeira revisão foi promovida em 2018, a partir de trabalhos internacionais publicados em 2017, identificados na base Scopus. A segunda, realizada em 2020, considerou trabalhos nacionais identificados nos anais do Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, no período de três anos, de 2017 a 2019. Em ambos os casos, foram analisados aspectos como objetivos, recursos, procedimentos utilizados e resultados de pesquisas da área. De modo geral, a primeira revisão realizada destacou a personalização da aprendizagem como uma possível contribuição significativa da IoT para a educação. Já os trabalhos da segunda revisão, tiveram como foco a melhoria do processo de ensino e aprendizagem por meio do uso de IoT.

 Abstract

Internet of Things (IoT) refers to a network of physical objects that can connect with each other, through the Internet, allowing data collection and transmission. In this context, this article aims to present the analysis of data from two Systematized Literature Reviews on scientific production related to IoT applications in the educational context. The first review was promoted in 2018, based on international works published in 2017, identified in the Scopus database. The second, held in 2020, considered national works identified in the annals of the Brazilian Symposium on Informatics in Education, over a three-year period, from 2017 to 2019. In both cases, aspects such as objectives, resources, used procedures and research results in the area were analyzed. In general, the first review carried out highlighted the customization of learning as a possible significant contribution by IoT to education. The works of the second review, on the other hand, focused on improving the teaching and learning process through the use of IoT.

 Resumen

Internet de las cosas (IoT) se refiere a una red de objetos físicos que pueden conectarse entre sí, a través de Internet, permitiendo la recopilación y transmisión de datos. En este contexto, este artículo tiene el objetivo general de presentar el análisis de datos de dos Revisiones Sistemáticas de Literatura sobre producción científica relacionada con aplicaciones de IoT en el contexto educativo. La primera revisión fue promovida en 2018, basada en trabajos internacionales publicados en 2017, identificados en la base de datos Scopus. La segunda, realizada en 2020, consideró las obras nacionales identificadas en los anales del Simposio Brasileño sobre Informática en Educación, durante un período de tres años, de 2017 a 2019. En ambos casos, se analizaron aspectos como objetivos, recursos, procedimientos utilizados y resultados de investigación en el área. En general, la primera revisión realizada destacó la personalización del aprendizaje como una posible contribución significativa de IoT a la educación. Los trabajos de la segunda revisión, por otro lado, se centraron en mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje mediante el uso de IoT.

 Palavras-chave Internet das Coisas Educação Revisão Sistematizada da Literatura Keywords Internet of Things Education Systematized Literature Review Palabras clave Internet de las Cosas Educación Revisión Sistemática de la Literatura NOTA Trabalho originalmente apresentado no X Congresso Integrado da Tecnologia da Informação (CITI): Tecnologias Emergentes: novos desafios na educação e na formação do profissional de TI, 27 a 29 de novembro de 2019, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFF), Campos dos Goytacazes, RJ. <bold> <italic>1 Introdução</italic> </bold>

A Internet das Coisas, do inglês Internet of Things 1 (IoT), é a rede de objetos físicos incorporados com eletrônicos, software, sensores e conectividade de rede. A incorporação desses itens possibilita que esses objetos (ou coisas) coletem e troquem dados e possam ser acessados em qualquer lugar e a qualquer hora (CHO; KIM, 2016). A IoT permite que objetos possam ser detectados e controlados remotamente por meio da infraestrutura de rede existente, possibilitando uma integração mais direta entre o mundo físico e sistemas informatizados, contribuindo para maior eficiência, precisão e benefício econômico (CHO; KIM, 2016).

A IoT possibilita observar relações, anteriormente imperceptíveis, entre pessoas, máquinas e objetos físicos. Ao imbuir os objetos físicos com conectividade, é possível coletar novos tipos de dados e também combiná-los para gerar maior nível de informação e conhecimento (GREENGARD, 2015). Segundo Atzori, Iera e Morabito (2010), o principal aspecto da IoT é o alto impacto que ela poderá ter nos vários aspectos da vida cotidiana e no comportamento dos usuários. Dos vários benefícios que a IoT pode trazer à vida humana, por meio de serviços oferecidos por aplicativos em ambientes inteligentes, Asghari, Rahmani e Javadi (2019) destacam o monitoramento e as possíveis tomadas de decisão decorrentes.

A conexão do mundo físico ao digital pode abranger uma extensa gama de objetos, tais como smartwatches 2 , veículos, dispositivos de saúde, sistemas de segurança, drones e diversos outros (HUDSON, 2016). As possibilidades abertas pela IoT têm despertado interesse também no campo educacional. Com o surgimento de tecnologias baseadas na nuvem, juntamente com a mineração de dados e Big Data Analytics, o futuro da IoT na educação parece ser promissor (AJAZMOHARKAN et al., 2017).

Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo geral apresentar a análise dos dados de duas Revisões Sistematizadas da Literatura sobre a produção científica relacionada a aplicações da IoT no contexto educacional. Revisões desse tipo apresentam maior rigor do que as abordagens tradicionais, pois se baseiam em um processo estruturado, composto de fases bem definidas (CODINA, 2018). No entanto, seguem procedimentos menos rigorosos do que as Revisões Sistemáticas. Como discutido em Grant e Booth (2009), as Revisões Sistematizadas incluem um ou mais elementos dos processos das Revisões Sistemáticas, podendo, por exemplo, não contemplar uma busca ampla ou não envolver mais de um pesquisador na análise dos trabalhos. Diante dos procedimentos metodológicos adotados, descritos na Seção de Procedimentos Metodológicos, as revisões realizadas foram Sistematizadas.

A primeira revisão, realizada em 2018, considerou trabalhos internacionais, selecionados a partir da base Scopus. Os resultados obtidos permitiram identificar um panorama internacional geral, com base em trabalhos que, na maioria das vezes, relatavam discussões teóricas ou o desenvolvimento de recursos para IoT. Para identificar o cenário nacional, mas, a partir de outras perspectivas, mais próximas de ações em sala de aula, foi planejada a segunda revisão. Como a intenção era tentar identificar propostas voltadas para o ensino, optou-se por pesquisar os trabalhos em anais de um evento nacional significativo para a área de Informática na Educação e não mais em uma base da literatura acadêmica. Assim, a segunda revisão foi promovida em 2020, considerando trabalhos selecionados nos Anais do Simpósio Brasileiro de Informática na Educação (SBIE) 3 .

Tendo em vista o objetivo geral descrito, discutem-se, na seção 2, desafios e potencialidades da IoT para a educação. Na seção 3, são descritos os procedimentos metodológicos adotados nas duas Revisões Sistematizadas promovidas. Na seção 4, são apresentados e analisados os resultados obtidos. Finalizando, na seção 5, são feitas as considerações finais.

 <bold> <italic>2 Internet das Coisas na Educação</italic> </bold>

No contexto da IoT, objetos podem ser conectados para se comunicarem uns com os outros, por meio da internet. Os objetos que estão conectados são conhecidos como “coisas”. Essa interconexão de várias coisas por meio da internet, com a capacidade de enviar e receber informações, possui uma grande variedade de aplicações em quase todos os campos, como saúde, negócios, transporte, agricultura, gestão e educação (AJAZMOHARKAN et al., 2017).

Os diversos avanços na área computacional, como por exemplo, em banda larga, desenvolvimento de software, banco de dados e plataformas de colaboração têm contribuído para remodelar práticas do processo de ensino e aprendizagem (ZAHARAKIS; SKLAVOS; KAMEAS, 2016). Com a evolução da IoT, será necessário, em termos educacionais, projetar e desenvolver ferramentas e estratégias pedagógicas que se adaptem à complexidade das inovações tecnológicas (FRAGOU; KAMEAS; ZAHARAKIS, 2017).

Com a IoT, dados podem ser obtidos por meio da conexão entre objetos pertencentes aos seres humanos. Assim, informações sobre indivíduos podem ser obtidas por smartphones, tecnologias vestíveis (wearables) ou qualquer outro tipo de dispositivo inteligente. Segundo Moreira e Baranauskas (2017), tecnologias vestíveis referem-se a dispositivos eletrônicos, que podem ser entendidos como computadores em escala miniaturizada, incorporados em artigos de vestuário e acessórios. O usuário pode executar comandos, por meio desses dispositivos, enquanto caminha e/ou realiza outras atividades (MOREIRA; BARANAUSKAS, 2017).

A coleta de informações em IoT não garante a individualização, mas pode servir como base para mecanismos de avaliação inteligentes, tendo em vista monitorar o desempenho do aluno (LENZ et al., 2016).

Ao compreender melhor o perfil e os interesses do aluno, seus objetivos e suas dificuldades de aprendizagem, os professores poderão acompanhá-lo e orientá-lo durante o processo de aprendizagem. Em particular, segundo Lenz et al. (2016), isso é especialmente importante para estudantes com dificuldades de aprendizagem, como dislexia e discalculia. Nesse sentido, o desenvolvimento de novos métodos que permitam análises do desempenho do aluno, com base em algoritmos para Big Data, tem um grande potencial para contribuir em ações educacionais. Esse é o principal aspecto no qual pesquisadores e médicos da dislexia e da discalculia trabalham: encontrar razões, curas e formas de tratamentos individuais e personalizados, compreendendo como cada mente funciona para oferecer soluções individualizadas para estudantes com deficiência de aprendizagem (LENZ et al., 2016). Em vez de avaliar manualmente as tarefas de uma determinada terapia, uma plataforma de análise de dados poderá receber e avaliar os resultados, por exemplo, de uma tarefa que o aluno resolveu em seu tablet (LENZ et al., 2016).

Também discutindo o papel da IoT na educação, Gul et al. (2017) abordam o conceito de sala de aula inteligente. Segundo os autores, trata-se de um ambiente equipado com recursos de aprendizagem inovadores baseados em tecnologias avançadas ou objetos inteligentes. Esses objetos podem ser câmeras, microfones e diversos outros que, por meio de sensores, podem ser usados para captar informações e percepções dos alunos. Objetos inteligentes podem facilitar o gerenciamento da aula e contribuir para um melhor ambiente de ensino e, assim, favorecer a aprendizagem. Alguns desses objetos já são, inclusive, utilizados no contexto educacional, tais como, quadros interativos, tablets e dispositivos móveis, impressoras 3D, e-books, câmeras de segurança, sensores de temperatura, entre outros (GUL et al., 2017).

Brezolin et al. (2018) destacam que a possibilidade de implementar inteligência nos dispositivos IoT contribui para uma gama de serviços, dentre os quais o monitoramento do clima e de variáveis ambientais. Dessa forma, é possível explorar esse recurso no contexto educacional, colaborando para que os alunos possam compreender e avaliar fenômenos que ocorrem em seu cotidiano, por meio de dados reais coletados do ambiente pelos dispositivos IoT.

A IoT, segundo Ajazmoharkan et al. (2017), também pode colaborar para o ensino a distância apoiado por tecnologias (e-learning). Nesse sentido, os autores destacam a técnica de gamificação (do inglês gamification), que pode proporcionar um melhor ambiente de aprendizagem e aumentar o engajamento dos alunos e, associada à IoT, poderia contribuir para uma educação a distância mais acessível e atraente. Esclarece-se que gamificação é um processo de aplicação do conceito de design de jogos em situações do mundo real, tendo em vista resolver problemas práticos ou motivar um público específico para um determinado assunto (AJAZMOHARKAN et al., 2017).

Cabe destacar que ainda há diversos desafios relacionados à evolução da IoT, tais como (AL-FUQAHA et al., 2015): i) infraestrutura e padronização de arquiteturas; ii) segurança e privacidade; iii) questões relacionadas à garantia da qualidade dos serviços a custos viáveis. Em relação à questão da invasão de privacidade, que é bastante significativa, Asseo et al. (2016) mencionam que os riscos só serão tolerados se os benefícios forem entendidos como suficientes para compensá-los. Esclarecer os usuários sobre as finalidades da coleta de dados é extremamente importante, de forma a evitar desconfianças (ASSEO et al., 2016).

A IoT é uma forte proposta emergente, inclusive para a educação, e muitos são os desafios. Assim, entender melhor essa tendência, no que diz respeito às pesquisas direcionadas ao contexto educacional, é importante. Nesse sentido, foram realizadas as duas revisões de literatura, cujos procedimentos metodológicos são apresentados na seção seguinte.

 <bold> <italic>3 Procedimentos metodológicos</italic> </bold>

O trabalho descrito neste artigo faz parte dos estudos realizados no âmbito do projeto de pesquisa “Aprendizagem com Dispositivos Móveis”, vinculado a uma instituição federal de educação. Como mencionado na Introdução, foram realizadas duas Revisões Sistematizadas sobre o tema IoT na Educação, respectivamente, em 2018 e em 2020.

Com a primeira revisão buscou-se, de forma ampla, compreender melhor o que era IoT e que contribuições essa proposta poderia trazer para o campo educacional. Esse foi o primeiro estudo do tema no contexto do referido projeto de pesquisa. Assim, antes da realização da Revisão Sistematizada, promoveu-se um levantamento bibliográfico tradicional (sem sistematização), tendo em vista a familiarização com o tema IoT, de maneira geral, assim como com IoT na Educação.

A seguir, promoveu-se um estudo sobre Revisão Sistemática da Literatura. Sampaio e Mancini (2007) definem uma revisão desse tipo como um resumo de evidências sobre determinado tema, levantado por meio da aplicação de métodos explícitos e estruturados de busca, análise crítica e síntese da informação selecionada. Dentre as características da Revisão Sistemática da Literatura, duas se destacaram, pois mostraram que a revisão a ser promovida não poderia ser desse tipo: a necessidade de ampla busca, tentando reunir todos os trabalhos que possam impactar nos resultados na revisão, e a exigência de que a avaliação da qualidade de cada trabalho seja realizada por, pelo menos, dois pesquisadores, de forma independente (SAMPAIO; MANCINI, 2007).

Como a revisão seria, efetivamente, realizada pelo bolsista de Iniciação Científica do projeto de pesquisa, ainda que sempre com orientação e acompanhamento das pesquisadoras responsáveis, e, além disso, não haveria tempo suficiente para a promoção de uma busca em diversas bases da literatura, não foi possível realizar uma Revisão Sistemática da Literatura. Assim, novas leituras foram promovidas com o intuito de identificar um tipo de revisão que seguisse procedimentos sistemáticos, mas sem as exigências da Revisão Sistemática.

Com base em Grant e Booth (2009), concluiu-se que a Revisão Sistematizada da Literatura seria o procedimento adequado para as características da revisão a ser realizada. Posteriormente, identificou-se o trabalho de Codina (2018), que contribuiu significativamente para o entendimento de que a Revisão Sistematizada atendia, de fato, ao estudo realizado.

A partir deste ponto, para facilitar a escrita, adota-se, neste artigo, RSzL para Revisão(ões) Sistematizada(s) da Literatura e RSL para Revisão(ões) Sistemática(s) da Literatura.

As RSzL incluem um ou mais elementos do processo das RSL (GRANT; BOOTH, 2009). Para esses autores, a não utilização de, no mínimo, dois revisores durante o processo, é o principal fator que limita a realização de RSL em alguns contextos. Nesse cenário, segundo Grant e Booth (2009), a RSzL é uma alternativa, permitindo buscar evidências sobre determinado assunto, por meio de critérios de sistematização e qualidade.

A RSzL, segundo Codina (2018), baseia-se em um processo estruturado composto de quatro fases: busca, avaliação, análise e síntese. No entanto, segundo o autor, o procedimento adotado em uma RSL é mais rigoroso do que em uma RSzL. Assim, enquanto as RSL são revisões bem adequadas à área médica, as RSzL são mais adequadas às Ciências Sociais e Humanas, pelas próprias características dos estudos promovidos nessas áreas (CODINA, 2018).

Embora sendo uma RSzL, os passos adotados na revisão promovida foram definidos a partir das recomendações de Sampaio e Mancini (2007) para uma RSL: i) definir adequadamente uma pergunta de pesquisa; ii) planejar a estratégia de busca; iii) selecionar os estudos; iv) analisar criticamente os trabalhos incluídos na revisão; v) apresentar os resultados. Por restrição de tempo, a busca foi realizada somente na Scopus, que é uma base referencial 4 multidisciplinar, pertencente à Editora Elsevier, e dispõe de diversas funcionalidades de busca.

A primeira RSzL buscou, então, responder à seguinte questão geral de pesquisa: qual o panorama atual de pesquisas que relacionam IoT à educação? Para responder a essa pergunta foram também definidas questões específicas de pesquisa:

QP1: Que objetivos estão sendo buscados nas pesquisas promovidas?

QP2: Que níveis de ensino têm sido contemplados

QP3: Que tipo de pesquisa tem sido promovido, levando em consideração os procedimentos metodológicos adotados? (Discussão teórica; experimentação/relato de experiência; desenvolvimento de recursos tecnológicos; proposta de metodologia).

Para artigos do tipo experimentação/relato de experiência ou desenvolvimento de recursos tecnológicos, foram adicionadas outras duas perguntas específicas:

QP3.1: Que recursos tecnológicos estão sendo propostos ou utilizados?

QP3.2: Como foram os resultados obtidos?

A busca pelos trabalhos ocorreu no dia 16 de março de 2018 e a string utilizada foi “Internet of Things” AND Education, pesquisando somente no título ou no resumo. Considerando apenas documentos oriundos de journals (periódicos), publicados no ano de 2017, em inglês, foram identificados 31 artigos com permissão de acesso, sem necessidade de pagamento.

Esses 31 artigos foram analisados e foram excluídos os que não apresentavam, efetivamente, alguma abordagem de IoT na educação. Assim, restaram 12 artigos, os quais foram utilizados para realizar a RSzL. Após a leitura e extração de dados desses trabalhos, foi possível obter um panorama internacional geral do tipo de pesquisas que estavam sendo promovidas, como discutido na seção seguinte. No entanto, foram poucos os artigos que apresentaram relatos de experiências ou experimentações em situações de ensino e, além disso, o cenário nacional não havia sido contemplado. Seria, então, preciso promover uma nova pesquisa. Mas, somente no início de 2020, foi possível realizar a segunda RSzL, pela mesma pessoa responsável pela primeira, sob orientação das mesmas pesquisadoras.

Buscando, então, obter perspectivas mais próximas do processo de ensino e aprendizagem, realizadas no cenário nacional, foi realizada a nova RSzL, também considerando o tema IoT na Educação. Devido à proposta dessa segunda revisão, optou-se por não promover a busca em uma base da literatura acadêmica. Nessa concepção, a busca foi realizada, no dia 06 de março de 2020, nos Anais do SBIE, evento escolhido por ser bastante expressivo na área de Informática na Educação, no Brasil. A string utilizada foi “Internet das Coisas” OR IoT, pesquisando em todas as categorias, não se limitando apenas ao título e ao resumo dos trabalhos. O período de tempo considerado na busca foi de 01 de janeiro de 2017 a 31 de dezembro de 2019. Considerou-se, assim, o ano de 2017 que foi o foco da primeira revisão, mas foram incluídos os dois anos seguintes, objetivando analisar também trabalhos mais recentes da área. Foram mantidas as mesmas questões de pesquisa elaboradas para a primeira RSzL. A busca, segundo os critérios adotados, retornou sete artigos. Excluindo-se os que descreviam revisões e mapeamentos sistemáticos, restaram três trabalhos. Esses foram analisados e os resultados são discutidos na seção seguinte.

 <bold> <italic>4 Resultados e discussão</italic> </bold> <italic>4.1 Primeira RSzL</italic>

No Quadro 1, são identificados os 12 artigos selecionados para a primeira RSzL. A primeira coluna do quadro contém a identificação (A1, A2, A3, …, A12), que servirá ao longo desta seção para identificação dos artigos; a segunda coluna apresenta os títulos e, por fim, a terceira identifica a autoria dos artigos.

<bold>Artigos selecionados - 1ª RSzL</bold> Quadro 1. Artigos selecionados - 1ª RSzL
ID TÍTULO AUTORIA
A1 Blockchain and Internet of Things Require Innovative Approach to Logistics Education Gromovs e Lammi (2017)
A2 Can We Make Schools and Universities Smarter with the Internet of Things? Kiryakova, Yordanova e Angelova (2017)
A3 Design and Implementation of User-specific Information Service Applying Beacon and Internet of Things Technologies at Education Sites Kim, H. e Kim, M. (2017)
A4 Experience in Design and Learning Approaches – Enhancing the Framework for Experience Bauters (2017)
A5 IoTFLiP: IoT-based Flipped Learning Platform for Medical Education Ali et al. (2017)
A6 Promoting Innovation and Application of Internet of Things in Academic and Research Information Organizations Makori (2017)
A7 Robot Online Learning to Lift Weights: A Way to Expose Students to Robotics and Intelligent Technologies Verner, Cuperman e Reitman (2017)
A8 Smart Computing Based Student Performance Evaluation Framework for Engineering Education Verma, Sood e Kalra (2017)
A9 Smart Sensors and Internet of Things: A Postgraduate Paper Islam, Mukhopadhyay e Suryadevara (2017)
A10 Student Real-time Visualization System in Classroom Using RFID Based on UTAUT Model Raja Yusof, Qazi e Inayat (2017)
A11 Study on the Key Algorithms and Framework Design of Intelligent Campus Education Platform based on Big Data Technology Ying (2017)
A12 UTiLearn: A Personalised Ubiquitous Teaching and Learning System for Smart Societies Mehmood et al. (2017)
Fonte: Elaboração própria

Em relação à QP1 (Que objetivos estão sendo buscados nas pesquisas promovidas?), foram levantados os dados apresentados no Quadro 2.

<bold>Objetivos dos trabalhos analisados - 1ª RSzL</bold> Quadro 2. Objetivos dos trabalhos analisados - 1ª RSzL
ID OBJETIVOS
A1 Fazer uma análise preliminar de possíveis caminhos de modernização dos programas profissionais de bacharelado, no campo de transporte e logística, para os países da Região do Mar Báltico.
A2 Discutir possibilidades para tornar as instituições de ensino mais inteligentes com a IoT.
A3 Descrever o projeto e a implementação de um serviço de informações educacionais para uso em universidades, com foco na tecnologia de localização fornecida pelas tecnologias Beacon e IoT.
A4 Discutir abordagens de aprendizagem nas quais a experiência desempenha um papel importante, levando em consideração a necessidade de novas perspectivas a partir dos avanços da tecnologia móvel e da IoT.
A5 Apresentar a proposta de uma plataforma, baseada em IoT, que pode ser usada no ensino de Medicina, bem como em outras áreas.
A6 Relatar uma pesquisa sobre fatores que promovem a inovação e a aplicação da IoT em organizações acadêmicas e de pesquisa.
A7 Apresentar a proposta de um ambiente conectado que integra robô, seus semelhantes digitais e sensores virtuais, buscando implementar um cenário de aprendizado por reforço, no qual um robô humanoide aprende a elevar um peso de massa desconhecida, por meio de pesquisa autônoma por tentativa e erro. De forma mais ampla, o projeto visa explorar uma abordagem na qual o desafio da implementação desses robôs é usado para ensinar tecnologias de inteligência de robôs para estudantes do Ensino Médio e do primeiro ano de Engenharia.
A8 Propor uma estrutura de cinco camadas para facilitar a avaliação automatizada do desempenho dos alunos em instituições de Engenharia, com base no conceito de computação inteligente.
A9 Descrever dados referentes à realização de um curso que buscou desenvolver habilidades técnicas de estudantes, pesquisadores, engenheiros, entre outros, que desejassem resolver problemas nas áreas de sensores inteligentes e IoT.
A10 Analisar dados de um estudo piloto promovido para avaliar um sistema de monitoramento e visualização de atividades estudantis, baseado em RFID, proposto no intuito de melhorar a interação entre professores e alunos e influenciar positivamente experiências de aprendizagem.
A11 Promover a análise dos principais algoritmos e do design do framework de uma plataforma educacional de um campus inteligente, baseado na tecnologia Big Data.
A12 Apresentar a proposta de um framework personalizado chamado UTiLearn, que utiliza IoT, Big Data e supercomputação, projetado para desenvolvimento, gerenciamento e fornecimento aprimorado de serviços educacionais, com configurações de cidade e sociedade inteligentes.
Fonte: Elaboração própria

Foi possível observar que, na maioria das pesquisas analisadas, os objetivos se direcionavam, de alguma forma, para a personalização do ensino. Tais estudos buscavam discutir possibilidades, por meio de propostas de recursos tecnológicos ou de metodologias, para contribuir para a aquisição de conhecimentos significativos e essenciais para a formação do estudante, de forma única e pessoal. Cinco trabalhos, identificados no Quadro 2, respectivamente por A2, A3, A6, A11 e A12, além do processo de ensino e aprendizagem, também discutiam a personalização dos serviços educacionais oferecidos pelas instituições, assim como a escalabilidade de suas propostas.

Essa escalabilidade era referente a como fazer com que recursos tecnológicos desenvolvidos ou metodologias propostas fossem aplicados em cursos, instituições e níveis de ensino diferentes dos que foram testados, ou até mesmo, fossem adotados pelos sistemas de educação. Para isso, as propostas de melhorias enfrentavam problemas como infraestrutura das instituições, segurança e privacidade dos dados dos usuários e custos de implementação.

Com relação à questão de pesquisa dois (QP2) (Que níveis de ensino têm sido contemplados?), os níveis contemplados pelos artigos selecionados estão apresentados no Quadro 3. Foi possível observar que a maioria das pesquisas teve como foco o ensino superior. Nenhum artigo direcionou seu foco exclusivamente a níveis mais elementares de ensino. Os trabalhos, dos quais não foi possível identificar o nível de ensino, eram relacionados à infraestrutura, metodologia ou recursos tecnológicos usados pelos estudantes.

A terceira questão de pesquisa (QP3) faz o seguinte questionamento: Que tipo de pesquisa tem sido promovido, levando em consideração os procedimentos metodológicos adotados? Os artigos foram categorizados nos seguintes tipos: discussão teórica, experimentação/relato de experiência, desenvolvimento de recursos tecnológicos e proposta de metodologia. A categoria desenvolvimento de recursos tecnológicos contempla todos os trabalhos com foco na elaboração de ferramentas e/ou dispositivos, incluindo ou não testes. Os dados relativos à QP2 e o tipo das pesquisas analisadas estão no Quadro 3.

<bold>Níveis de ensino contemplados e tipos das pesquisas analisadas - 1ª RSzL</bold> Quadro 3. Níveis de ensino contemplados e tipos das pesquisas analisadas - 1ª RSzL
ID NÍVEIS DE ENSINO TIPO DA PESQUISA
A1 Ensino Superior, especialmente bacharelados na área de logística e suprimentos Discussão teórica
A2 Nível de ensino não identificado Discussão teórica
A3 Ensino Superior Desenvolvimento de recursos tecnológicos
A4 Nível de ensino não identificado Discussão teórica
A5 Ensino superior, principalmente alunos do primeiro ano do curso de Medicina Desenvolvimento de recursos tecnológicos
A6 Ensino Superior Discussão teórica
A7 Ensino Médio e Superior, especialmente Engenharias Experimentação/relato de experiência
A8 Ensino Superior, com foco nas Engenharias Desenvolvimento de recursos tecnológicos
A9 Ensino Superior Proposta de metodologia
A10 Nível de ensino não identificado Experimentação/relato de experiência
A11 Ensino Superior Discussão teórica
A12 Nível de ensino não identificado Desenvolvimento de recursos tecnológicos
Fonte: Elaboração própria

Das 12 pesquisas analisadas, cinco promoveram discussão teórica, duas fizeram experimentação e/ou relataram uma experiência, quatro desenvolveram recursos tecnológicos e uma foi categorizada como proposta de metodologia, por propor um curso. Caso o trabalho analisado fosse do tipo experimentação/relato de experiência ou desenvolvimento de recursos tecnológicos, as seguintes indagações eram aplicadas: QP3.1 (Que recursos tecnológicos estão sendo utilizados ou propostos?) e QP3.2 (Como foram os resultados obtidos?).

No Quadro 4, observam-se quais recursos tecnológicos foram utilizados nos estudos classificados como experimentação/relato de experiência e quais foram propostos nos artigos do tipo desenvolvimento de recurso tecnológicos (QP3.1). No Quadro 5 descreve-se como foram os resultados obtidos nesses dois tipos de artigos (QP3.2.)

<bold>Recursos tecnológicos utilizados ou propostos nas pesquisas - 1ª RSzL</bold> Quadro 4. Recursos tecnológicos utilizados ou propostos nas pesquisas - 1ª RSzL
ID TIPO DO ARTIGO RECURSOS TECNOLÓGICOS
A7 Experimentação/ relato de experiência Foram utilizados robôs, aprendizado de máquina e simulação e prototipagem digital.
A10 Foi proposto e experimentado um sistema de visualização e monitoramento de alunos em tempo real, baseado em RFID, focado na interação professor-aluno e no monitoramento dos alunos.
A3 Desenvolvimento de recursos tecnológicos O sistema de informação proposto neste estudo fornece aos usuários as informações desejadas usando a tecnologia baseada em localização 4.0 BLE, além das tecnologias Beacon e IoT.
A5 Foi proposta uma plataforma de Sala de Aula Invertida baseada em IoT.
A8 Foi proposto um sistema que visa facilitar a aprendizagem, baseado na atividade estudantil, por meio da introdução da IoT no ensino de Engenharia.
A12 Foi proposto um framework que usa IoT como parte da infraestrutura digital necessária para conectar-se ao usuário para personalização e otimização do processo de ensino e aprendizagem.
Fonte: Elaboração própria

<bold>Resultados obtidos das pesquisas - 1ª RSzL</bold> Quadro 5. Resultados obtidos das pesquisas - 1ª RSzL
ID RESULTADOS
A7 Experimentação/ relato de experiência Foi observado que o desafio de desenvolver os robôs propostos pode envolver estudantes no aprendizado experimental de conceitos e tecnologias inovadoras, como aprendizado de máquina, projeto paramétrico, prototipagem digital e simulação, conectividade e IoT.
A10 Os resultados mostraram que as variáveis expectativa de desempenho (ED), expectativa de esforço (EE) e condições facilitadoras (CF) foram relevantes para determinar se o sistema proposto era adequado para uso. E que estas três variáveis tiveram influência positiva e significativa na expectativa de usabilidade (EU) do sistema proposto.
A3 Desenvolvimento de recursos tecnológicos A implementação do sistema proposto foi descrita e os autores mencionaram a expectativa de que as tecnologias Beacon e IoT possam ser usadas para auxiliar o fornecimento de serviços de informações.
A5 A plataforma registrou as interpretações dos alunos e o feedback dos tutores, o que será útil para fornecer informaçõescomputadorizadas no futuro.
A8 Os resultados mostraram que a pontuação de desempenho dos alunos, baseado no sistema proposto, seguida pela tomada de decisão de um responsável, pode melhorar ainda mais a pontuação de desempenho do aluno em uma próxima sessão.
A12 Foi apresentada a implementação de prova de conceito do framework UTiLearn, denominado sistema UTiLearn, compreendendo cinco componentes, que foram descritos em detalhes, juntamente com suas funções, metodologias, algoritmos, implementação e avaliação.
Fonte: Elaboração própria

Foi possível verificar que os seis trabalhos apresentados nos Quadros 4 e 5 foram referentes à proposta de sistemas baseados em monitoramento e/ou coleta de dados. Os resultados obtidos, em geral, foram positivos, embora tenha sido possível observar que nos trabalhos selecionados o uso de IoT ainda se encontra em fase muito inicial de desenvolvimento para a área de educação.

 <italic>4.2 Segunda RSzL</italic>

Nesta subseção, analisam-se os três artigos selecionados para a segunda RSzL. Apesar do pequeno número de artigos, foi possível captar uma visão geral de como estão as pesquisas nacionais a respeito da IoT aplicada à educação. Os três artigos selecionados são apresentados no Quadro 6, cuja primeira coluna identifica cada trabalho (B1, B2 e B3), a segunda cita o título da pesquisa e, por fim, a terceira lista a autoria de cada artigo.

<bold>Artigos selecionados – 2ª RSzL</bold> Quadro 6. Artigos selecionados – 2ª RSzL
ID TÍTULO AUTORIA
B1 Alice das Coisas: entendendo a comunicação entre objetos na construção de ambientes de aprendizagem Moreira e Baranauskas (2017)
B2 Dispositivo IoT lúdico para monitoramento de variáveis ambientais: Uma experiência de aplicação no ensino fundamental Brezolin et al. (2018)
B3 Internet das Coisas, Games e Data Science a serviço da conscientização e preservação da Caatinga Cruz Junior et al. (2017)
Fonte: Elaboração própria

Dos três artigos selecionados, todos relatam experiências com dispositivos IoT. Desses, o trabalho B3 explica o desenvolvimento da tecnologia utilizada, pois seu foco é a criação de um aplicativo, e os outros dois apenas descrevem a experiência com os recursos tecnológicos usados. Diferentemente dos trabalhos analisados na primeira RSzL, que eram mais direcionados para o Ensino Superior ou para infraestrutura das instituições de ensino, as pesquisas nacionais tiveram como público-alvo estudantes do Ensino Fundamental. Entretanto, os testes e experiências não foram apenas com alunos, dois trabalhos, sendo eles o B1 e o B3, contaram também com a participação de professores, sendo que um destes, identificado por B3, ainda teve a participação de pesquisadores e de pessoas cujo conhecimento sobre o assunto se baseava na experiência pessoal e no saber não científico.

A seguir são descritas, de forma sintetizada, as análises de cada artigo considerado para esta RSzL. Os objetivos de cada trabalho, respondendo-se desta forma a questão de pesquisa número 1 (QP1 - Que objetivos estão sendo buscados nas pesquisas promovidas?) estão no Quadro 7.

<bold>Objetivos dos trabalhos analisados - 2ª RSzL</bold> Quadro 7. Objetivos dos trabalhos analisados - 2ª RSzL
ID OBJETIVOS
B1 Investigar o potencial da Internet das Coisas como mediadora de processos de aprendizagem no ambiente educacional.
B2 Avaliar a adequação do uso de um dispositivo IoT para auxiliar no ensino de educação ambiental para estudantes do ensino fundamental.
B3 Desenvolver um software que possibilita a colaboração entre população e pesquisadores da área da caatinga, permitindo que ambas as partes utilizem-na para fins de conhecimento, fornecimento de informações e contribuição para pesquisas sobre o bioma da caatinga.
Fonte: Elaboração própria

Todos os três trabalhos nacionais envolveram estudantes do ensino fundamental nos estudos. As pesquisas analisadas nesta segunda etapa, tiveram como cerne a melhora do processo de ensino e aprendizagem através do uso das tecnologias de IoT. Os níveis de ensino contemplados pelos artigos e o tipo de pesquisa de cada um estão no Quadro 8. Nesse quadro, encontram-se as respostas referentes às questões de pesquisa número 2 (QP2 - Que níveis de ensino têm sido contemplados?) e número 3 (QP3 - Que tipo de pesquisa tem sido promovido, levando em consideração os procedimentos metodológicos adotados?), respectivamente.

<bold>Níveis de ensino contemplados e tipos das pesquisas analisadas - 2ª RSzL</bold> Quadro 8. Níveis de ensino contemplados e tipos das pesquisas analisadas - 2ª RSzL
ID NÍVEIS DE ENSINO TIPO DE PESQUISA
B1 Ensino fundamental I Experimentação/relato de experiência
B2 Ensino fundamental II Experimentação/relato de experiência
B3 Ensino fundamental Desenvolvimento de recursos tecnológicos
Fonte: Elaboração própria

Como já mencionado, todos os estudos analisados nesta segunda RSzL, realizaram experimentos e/ou relataram experiências com os recursos tecnológicos utilizados, e ainda, um deles focou no desenvolvimento de uma ferramenta tecnológica. Desta forma, duas perguntas específicas para artigos desses tipos são aplicadas: QP3.1 (Que recursos tecnológicos estão sendo utilizados ou propostos?) e QP3.2 (Como foram os resultados obtidos?). No Quadro 9 é possível observar quais recursos tecnológicos foram utilizados ou propostos nos trabalhos analisados; no Quadro 10 observa-se como foram os resultados obtidos nessas pesquisas.

<bold>Recursos tecnológicos utilizados ou propostos nas pesquisas - 2ª RSzL</bold> Quadro 9. Recursos tecnológicos utilizados ou propostos nas pesquisas - 2ª RSzL
ID TIPO DO ARTIGO RECURSOS TECNOLÓGICOS
B1 Experimentação/ relato de experiência Ambiente tecnológico composto por etiquetas RFID de 13.56 MHz, um leitor RFID compatível, um computador, uma saída de som e um projetor.
B2 Dispositivo IoT lúdico, formado por carcaça de extintor de incêndio, e composto por display touchscreen e sensores, usado para o monitoramento de variáveis ambientais, além de uma interface web para compartilhamento e uso da informação armazenada em nuvem.
B3 Desenvolvimento de recursos tecnológicos O trabalho descreve um software, chamado de Caatinga Digital. Um projeto mobile e web que une jogos educativos, internet das coisas, e data science para o auxílio na divulgação, educação e preservação do ecossistema da caatinga.
Fonte: Elaboração própria

<bold>Resultados obtidos nas pesquisas - 2ª RSzL</bold> Quadro 10. Resultados obtidos nas pesquisas - 2ª RSzL
ID RESULTADOS
B1 Experimentação/ relato de experiência Os resultados desta experiência sugeriram o quanto a tecnologia pode ser usada para estimular e inspirar a construção de narrativas, além de promover habilidades de expressão, formulação e sequenciação de ideias. Tendo em vista que os adultos que estarão em pleno contato com tecnologias IoT no futuro são as crianças de hoje.
B2 Os pesquisadores obtiveram feedback positivos com relação à tecnologia IoT, onde estudantes identificaram o sistema como uma ferramenta útil para verificar a qualidade o ar. E ainda, apontaram outros caminhos para aproveitar essas informações em sala de aula, demonstrando interesse em conhecer outros dispositivos e tecnologias relacionados à educação ambiental.
B3 Desenvolvimento de recursos tecnológicos Os resultados mostraram que, de acordo com os entrevistados, a solução proposta consegue proporcionar facilidade na obtenção de conhecimento sobre o ecossistema em questão. Segundo os autores, a interface foi elogiada e os jogos foram apontados por alunos e professores como atrativos para o processo de aprendizagem.
Fonte: Elaboração própria

Pode-se observar que, de acordo com os trabalhos analisados nesta RSzL, os estudos nacionais focam em experiências em níveis de ensino mais básicos, e seguindo essa linha, o desenvolvimento de tecnologias IoT são mais lúdicas, uma vez que estão sendo usadas por crianças. Mesmo que esta revisão tenha um recorte temporal maior do que a primeira, não foi o suficiente para se ter um número expressivo de trabalhos. Logo, mesmo que se possa ter uma ideia da linha adotada pelas pesquisas nacionais, faz-se necessária uma busca em outras bases e anais para que possa ter uma resposta mais clara do cenário brasileiro.

 <bold> <italic>5 Considerações finais</italic> </bold>

A IoT é uma significativa proposta emergente, inclusive para a educação. É importante, então, entender melhor as implicações dessa tendência, no que diz respeito ao contexto educacional. Por meio da revisão bibliográfica inicial, foi possível observar algumas das possíveis utilizações da IoT na educação, assim como desafios para a implementação de ações nesse sentido. As leituras preliminares permitiram ter uma visão geral sobre o tema, o que foi relevante para o desenvolvimento da pesquisa descrita.

Os resultados obtidos pela realização das duas Revisões Sistematizadas da Literatura permitiram observar que os estudos em IoT na educação focalizavam principalmente a personalização do ensino, tendo em vista contribuir para melhor compreensão dos interesses, objetivos e dificuldades dos alunos. Temas como segurança e privacidade das informações, infraestrutura e custos também entraram em pauta nos trabalhos analisados. Assim como o desenvolvimento de dispositivos tecnológicos mais lúdicos, para um processo de ensino-aprendizagem mais prático, intuitivo e aprimorado. Nota-se que os estudos internacionais foram mais voltados para o ensino superior e para a infraestrutura de instituições de ensino e pesquisa, bem como para o estudo e desenvolvimento de tecnologias mais avançadas. Enquanto que os trabalhos nacionais tinham seu foco em níveis de ensino mais básicos, e no desenvolvimento de tecnologias mais lúdicas, dada a idade dos estudantes.

Cabe ressaltar, no entanto, que o panorama descrito neste artigo é restrito, uma vez que o estudo foi limitado a um único ano e a uma única base da literatura em uma das RSzL, e a poucos trabalhos nacionais também de uma única base, de acordo com o protocolo de pesquisa estabelecido. Considera-se que muito ainda há a ser explorado no contexto educacional em relação à IoT, o que justifica a importância de novas pesquisas nessa área. Para resultados mais abrangentes, a busca deverá incluir períodos mais amplos de tempo e outras bases da literatura. Porém, tem-se consciência de que qualquer RSzL envolve sempre a análise de um recorte da literatura e, embora permita ter uma percepção mais profunda sobre um assunto, não possibilita um panorama completo, nem definitivo.

 Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio à realização deste trabalho e à professora Sílvia Cristina Freitas Batista por sua notável contribuição a esta pesquisa desde seu início, com sua orientação e participação sem as quais a realização deste estudo não teria sido possível.

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A expressão foi criada por Keven Ashton, em 1999 (ASSEO et al., 2016).

Relógios inteligentes com funções semelhantes às dos smartphones.

O SBIE é um evento da área de Informática na Educação no Brasil, promovido anualmente pela Comissão Especial de Informática na Educação (CEIE) da Sociedade Brasileira de Computação (SBC).

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