Harasim[HAR 97] coloca que a educação do século 21 deverá "preparar os alunos para se integrarem em uma economia globalizada, baseada em conhecimento, na qual o conhecimento será o recurso mais crítico para o desenvolvimento social e econômico".
Com a rápida proliferação das informações, a defasagem do conhecimento será veloz, exigindo uma constante atualização. A aprendizagem passa a ser uma atividade para a vida todo, onde o aluno deve "aprender a aprender" [OTS 97].
Se for analisada a tecnologia no que se refere a informática, novas aplicações ganham destaque em países desenvolvidos. O aumento no poder de processamento e comunicação permite integrar novos meios, tais como áudio e vídeo, capturando a naturalidade da informação como experimentado pelos seres humanos em seu dia a dia [BAI 96]. Videoconferência, teleação, telepresença e ensino à distância são alguns exemplos destas novas aplicações.
Ensino à distância é um sistema de ensino que não obriga o estudante estar fisicamente no mesmo local e tempo que o professor [STE 97]. A primeira forma de Ensino à Distância foram os cursos por correspondência. Atualmente, áudio, vídeo e tecnologias computacionais são os meios mais utilizados.
Três elementos possuem importância fundamental para o sucesso de qualquer programa de Ensino à Distância [UNI 97]:
Existem duas categorias de entrega de sistemas de Ensino à Distância: síncrono e assíncrono [STE 97]. Os métodos síncronos (TV interativa, conferências por computador, IRC, MOO, etc.) exigem participação simultânea de todos os estudantes e professores. A vantagem é que a interação é realizada em "tempo-real".
Os métodos assíncronos (e-mail, listas, WWW) não exigem a participação simultânea dos participantes. Estudantes não precisam estar localizados no mesmo local e na mesma hora.
Atualmente a informática é parte fundamental do Ensino à Distânica. Segundo Cory Hinger[HIN 97], existem quatro vantagens em utilizar a tecnologia de informática no Ensino à Distância: custo da teleconferência, ameniza problemas como timidez, natureza democrática do ensino e a utilização de ferramentas para comunicação em grupos e aprendizado cooperativo.
Como foi abordado anteriormente, atualmente a necessidade de trabalho em grupo é essencial. Desta forma, a utilização da aprendizagem colaborativa é adequada para desenvolver a habilidade de trabalhar em grupos.
A área de pesquisa que trata da aprendizagem colaborativa suportada por computador é denominada CSCL (Computer Supported Collaborative Learning) e é considerada como uma subdivisão dos sistemas CSCW (Computer Supported Cooperative Work). Segundo Silverman[SIL 95], o objetivo do CSCL é proporcionar ao aluno condições de "aprender através da experimentação ativa, de ações construtivistas e da discussão reflexiva do grupo". Para facilitar estas atividades o ambiente deve prover [OTS 97]:
Independente do tipo de software CSCL empregado, a informação deve ser enviada de um computador para outro (ou outros) via algum protocolo utilizando algum tipo de hardware de rede.
Ao pesquisar CSCL, tradicionalmente se foca o estudo do projeto das aplicações dos ambientes compartilhados [VER 97]. Porém se a rede onde estas aplicações estão sendo executadas não for estudada cuidadosamente, não possuir características compatíveis com as necessidades, as aplicações sofreram uma degradação no seu desempenho.
Para suportar este tipo de aplicação, a infra-estrutura de rede deve suportar altos graus de interação que normalmente é disponibilizado, permitindo usuários não apenas "consumir" a informação, mas também produzir a informação e interagir com as fontes de informação.
Quando são mencionadas as aplicações em ambientes compartilhados, os tipos destas aplicações não se restringem apenas as ferramentas chats, quadros brancos, etc.. Deve-se levar em consideração os ambientes virtuais, isto é, uma área de pesquisa multidisciplinar que inclui todos os aspectos da ciência da computação, da realidade virtual, dos mundos virtuais, da teleoperação e da telepresença [BRU 97].
Aplicações de ambientes virtuais e realidade virtual são caracterizados pelos operados humanos interagindo com modelos de mundos dinâmicos com complexidade e sofisticação realística. A característica mais perceptível nos ambientes virtuais são os gráficos 3D interativos. Porém são as redes de computadores que realizam a conexão dos mundos virtuais através dos modelos distribuídos e das diversas entradas/saídas numa escala global.
Uma variedade de tecnologias de rede são combinadas com os gráficos 3D interativos tradicionais para fornecer conectividade ilimitada [BRU 97][BAC 97][VER 97]:
Segundo Godmar Back[BAC 97] , o protocolo DIS apresenta uma série de problemas:
Existem ambientes virtuais interativos como o DIVE (Distributed Interactive Virtual Environment)[BAC 97] e MASSIVE(Model, Architecture and System for Spatial Interaction in Virtual Environment)[[BAC 97], CAVE[BRU 97] utilizam as tecnologias descritas acima.
Rodger Lea et al.[LEA 97] descrevem a construção de um ambiente distribuído virtual onde o maior desafio é a utilização dos recursos não ideais para a aplicação, isto é, redes de computadores que possuam baixa capacidade de transmissão e alta latência. O objetivo desta arquitetura é construir uma infra-estrutura que permita que vários usuários participem de um mundo 3D compartilhado e interativo. Algumas interações incluem a habilidade de olhar, ouvir, visitar outras localidades e trabalhar cooperativamente.
A arquitetura final proposta por Rodger Lea e al. utiliza a noção espacial, dividindo os dados compartilhados e reduzindo os custos de comunicação. Para resolver o problema da latência da comunicação, os dados compartilhados são replicados. Esta replicação torna o desempenho melhor mas exige mecanismos de consistência para garantir que as réplicas fiquem consistentes. Para garantir a consistência é utilizado um protocolo multicast básico que suporta o modelo de comunicação em grupo. Para resolver o problema dos links de comunicação de baixa capacidade de transmissão é utilizado o protocolo VSCP - Virtual Society Client Protocol.
Godmar Back[BAC 97] coloca que o maior desafio dos ambientes virtuais é a integração dos protocolos de alta velocidade e o aproveitamento dos protocolos e mecanismos que podem unir centenas de usuários ou mais.
Resumindo, algumas conclusões são claras: