Caracterização de modelos conceituais utilizando ontologias de domínio: aplicação da ontologia IMS LD na construção de modelos conceituais para E-learning

Abstract

A modelagem conceitual de software é uma atividade não trivial que se relaciona com vários desafios, como: dificuldades na elicitação de requisitos, problemas de comunicação entre o analista e o usuário, uso de documentos de requisitos que nem sempre expressam claramente as funcionalidades do sistema. Esse problema se agrava quando o trabalho está relacionado com domínios mais complexos. Na área de educação essa questão também se verifica, por exemplo, em projetos de software que devem atender aos padrões para ambientes de aprendizagem como o IMS Learning Design. Para minimizar esse problema, ontologias de domínio podem ser utilizadas. Pode-se observar na literatura evidências teóricas dos benefícios do uso de ontologia na área de desenvolvimento de software. Por outro lado, as evidências experimentais são poucas ou talvez não existam. Dado esse contexto, o objetivo deste trabalho _e mostrar evidências experimentais que ontologias de domínio ajudam na modelagem conceitual. Para atingir esse objetivo, foram desenvolvidos: um processo de modelagem com ontologia, um mapeamento sistemático e dois experimentos controlados. O primeiro experimento mostrou indícios de que o uso de ontologia pode ajudar na criação de diagramas de classe (modelo conceitual). Sua replicação mantém resultado semelhante, entretanto, mostra signficância estatística. Portanto, o resultado do primeiro experimento e da sua replicação mostram resultados convergentes. Dessa forma, esta dissertação fornece dados acerca do uso de ontologia de domínio na modelagem conceitual. De acordo com a análise dos dados apresentados, é possível afirmar, com base experimental, que o uso de ontologia de domínio ajuda na modelagem conceitual.

The conceptual modeling the software is a non-trivial activity that relates to a number of challenges, such as difficulties in requirements elicitation, communication problems between the analyst and the user, and use of requirements documents that are not always clearly express the functionality of the system. This problem is aggravated when the work is related to more complex areas. In education this issue can also be seen, for example, in software projects that must meet standards for learning environments such as IMS Learning Design (IMS-LD). In order to minimize this problem, domain ontologies can be used. It can be observed in the literature, theoretical evidence of the benefits of ontology use in software development. On the other hand, experimental evidence is few or may not exist. In this context, the objective of this study is to show experimental evidence that domain ontologies help in conceptual modeling. To achieve this goal, we developed: a modeling process with ontology, a systematic mapping and two controlled experiments.The first experiment showed evidence that the use of ontology can help in creating class diagrams (conceptual model). Their replication maintains similar result, however, shows statistical significance. Therefore, the results of the first experiment and its replication show convergent. Thus, this work provides data for the domain ontology use in conceptual modeling. According to the analysis of the data it is possible to say with the experimental basis that the use of domain ontology helps conceptual modeling.