Aprimorando Exercícios Práticos para Educação em Computação

Aprender a trabalhar em equipe pra resolver problemas complexos é super importante pra galera que tá estudando computação. Essa habilidade é vital em carreiras como segurança cibernética e gerenciamento de TI. Uma forma eficaz de ensinar isso é através de Exercícios de Mesa (TTXs). Esses exercícios ajudam as equipes a praticar como responder a situações de crise, tipo um ciberataque ou falha do sistema, em um ambiente de sala de aula. Mas, infelizmente, TTXs não são muito comuns nas universidades.

Esse artigo fala sobre uma nova plataforma online pra TTXs, que facilita a realização desses exercícios nas aulas. Diferente dos métodos tradicionais que usam papel e caneta, essa plataforma coleta dados automaticamente sobre as interações dos alunos, facilitando a avaliação do desempenho e o feedback dos professores. A gente apresenta os resultados de três anos de experiência usando essa plataforma com alunos, destacando suas vantagens e insights obtidos dos dados coletados.

#O Que São Exercícios de Mesa?

TTXs são atividades de treinamento feitas pra ajudar as equipes a praticar suas respostas em emergências. Os participantes assumem diferentes papéis em uma organização, como um gerente ou especialista em TI. Durante o exercício, eles discutem as ações apropriadas pra lidar com a crise enquanto seguem os protocolos. Um professor facilita as discussões e faz um resumo depois.

TTXs ajudam a melhorar a preparação ao aumentar a comunicação, coordenação e trabalho em equipe. Na educação em computação, TTXs oferecem aos alunos uma experiência real lidando com incidentes e ajudam a entender processos relacionados. Eles são particularmente úteis em cursos de segurança cibernética, que muitas vezes envolvem gerenciar ameaças e proteger informações.

#O Desafio dos TTXs Tradicionais

Os TTXs tradicionais geralmente são feitos com papel e caneta ou Ferramentas online básicas, o que facilita o início. Mas essa abordagem tem algumas desvantagens. Os professores precisam avaliar manualmente o desempenho das equipes, o que pode levar muito tempo e atrasar o feedback, diminuindo a eficácia da experiência de aprendizado.

Pra resolver isso, a gente desenvolveu uma nova plataforma que automatiza muitas dessas tarefas. Essa transição pra um formato digital permite que os professores se concentrem mais no ensino e menos em tarefas administrativas. A plataforma coleta dados automaticamente durante os exercícios, oferecendo insights valiosos sobre o comportamento e aprendizado dos alunos.

#Nossos Objetivos

A gente implementou essa nova plataforma de TTX em três sessões diferentes ao longo de três anos. Nosso objetivo é analisar como as interações e experiências de aprendizado dos alunos variam entre essas sessões. Especificamente, queremos responder a duas perguntas principais:

1. Que insights sobre o comportamento e aprendizado dos alunos a plataforma pode fornecer aos professores?
2. Como os professores percebem sua experiência ao facilitar TTXs em diferentes versões da plataforma?

#O Desenvolvimento da Nossa Plataforma

A nova plataforma é uma ferramenta online feita pra facilitar o processo de TTX. Ela permite que os professores configurem os exercícios facilmente, gerenciem as interações dos participantes e coletem dados pra análise. A plataforma usa arquivos estruturados pra definir os exercícios, o que ajuda a automatizar muitas tarefas. Isso significa que uma vez que um exercício é criado, ele pode ser usado várias vezes sem precisar de ajustes significativos.

Na nossa pesquisa, fizemos três sessões distintas pra avaliar a eficácia da plataforma. A primeira sessão usou ferramentas de documentos online básicas, a segunda usou um protótipo da plataforma, e a terceira utilizou uma versão totalmente desenvolvida. Cada sessão nos permitiu coletar dados e percepções sobre como a plataforma melhorou as experiências de aprendizado.

#Métodos de Pesquisa

O TTX fez parte de um curso sobre Segurança Cibernética em uma Organização na Universidade Masaryk. O curso tinha como objetivo ensinar aos alunos sobre os papéis e serviços de uma Equipe de Resposta a Incidentes de Segurança de Computadores (CSIRT). A maioria dos alunos estava cursando graduação em segurança cibernética, e as turmas variavam de 30 a 42 alunos.

O TTX serviu como uma experiência prática pra os alunos aplicarem seu conhecimento. Pra garantir consistência, cada sessão foi realizada em um ambiente semelhante, com o mesmo tema de exercício e professores principais. A pesquisa focou em três áreas de desempenho do TTX: a eficácia da plataforma de aprendizado, insights da Análise de Dados e as experiências gerais dos alunos.

#Design e Implementação do Exercício

#Papéis dos Participantes

Em um TTX, os participantes assumem papéis específicos. Os designers criam o cenário do exercício, enquanto os instrutores orientam o processo. Os alunos, divididos em equipes independentes, trabalham no exercício pra melhorar suas habilidades.

#Componentes do Exercício

O TTX inclui vários componentes principais:

1. Injects: Mensagens pré-escritas fornecidas aos alunos durante o exercício pra avançar o cenário.
2. Ferramentas: Versões simuladas de aplicativos reais que permitem aos alunos responder aos injects.
3. Marcos: Checkpoints que indicam se uma equipe atingiu um objetivo específico durante o exercício.

Cada componente ajuda a criar um cenário realista onde as equipes devem pensar criticamente e colaborar pra responder às crises.

#Fluxo de Trabalho do Exercício

O TTX se desenrola através de uma série de injects que são fornecidos pelo instrutor ou acionados automaticamente. As equipes trabalham de forma independente, discutindo estratégias e determinando ações com base em sua situação. Uma comunicação eficaz é crucial, já que as equipes devem concordar sobre uma resposta a cada inject.

Durante o exercício, diferentes equipes podem progredir no seu próprio ritmo. Quando atingem os marcos, são marcadas adequadamente. O TTX incentiva discussões abertas, permitindo que os alunos pensem de forma criativa e gerem soluções únicas para os desafios apresentados no cenário.

#Insights Obtidos da Análise de Dados

A plataforma coleta automaticamente dados sobre as interações da equipe, incluindo:

1. Injects Recebidos: Informações sobre quais injects cada equipe recebeu durante o exercício.
2. Comunicações por Email: Registros de comunicação dentro das equipes, mostrando como colaboraram.
3. Uso de Ferramentas: Rastreamento de com que frequência cada ferramenta foi usada durante o exercício.
4. Realizações de Marcos: Dados sobre quais marcos foram alcançados por cada equipe.

Esses dados oferecem insights valiosos sobre o comportamento, desempenho e a eficácia geral da experiência TTX. Ao analisar esses registros, os professores podem identificar padrões, pontos fortes e áreas que podem precisar de melhorias em sessões futuras.

#Resultados e Discussão

#Análise dos Dados do TTX

Das três aplicações, notamos várias descobertas significativas:

• As equipes se propuseram a alcançar 14 marcos, e o número médio atingido variou entre 5 e 12. Isso sugere que a maioria das equipes se saiu bem, embora algumas tenham tido dificuldades pra atender às expectativas.
• O uso das ferramentas disponíveis variou significativamente entre as equipes. Por exemplo, equipes que alcançaram menos marcos também usaram menos ferramentas. No entanto, o uso elevado de ferramentas nem sempre se correlacionou com o sucesso, indicando que o uso eficaz das ferramentas é crucial.
• A introdução de marcos adicionais nas aplicações seguintes permitiu um rastreamento mais detalhado das conquistas da equipe. Isso apresentou oportunidades para os professores fornecerem feedback direcionado e ajuda às equipes nas áreas onde tiveram dificuldades.

#Experiências de Aprendizado dos Alunos

Pra entender melhor o impacto do TTX, coletamos feedback dos alunos através de pesquisas pós-exercício. As principais conclusões incluíram:

• Quase todos os alunos acharam o cenário realista, afirmando a natureza prática dos exercícios.
• Muitos participantes relataram que o TTX melhorou sua compreensão sobre como lidar com incidentes, demonstrando seu valor educacional.
• Alguns alunos apontaram desafios, como comunicação pouco clara sobre os endereços de email usados no cenário e um desejo por interfaces de email mais familiares dentro da plataforma.

Esses insights destacam tanto os pontos fortes quanto as áreas potenciais para melhorias no design do exercício.

#Experiências dos Instructors

Os professores também deram feedback valioso através de discussões em grupo focadas após as sessões. Eles observaram melhorias notáveis com a nova plataforma:

• Confiabilidade: A plataforma eliminou erros comumente associados a documentos compartilhados, como sobrescritas acidentais.
• Envolvimento: A plataforma permitiu equipes menores e mais engajadas, levando a uma participação aumentada e melhores resultados gerais.

Essas melhorias sugerem que a nova plataforma TTX melhora a experiência de ensino e facilita melhores resultados de aprendizado para os alunos.

#Conclusões

Os exercícios de mesa oferecem um método promissor pra ensinar habilidades críticas em cursos de computação. Nossa nova plataforma streamlines o processo do TTX, permitindo que os professores se concentrem no ensino enquanto automatizam tarefas repetitivas. Os dados coletados oferecem insights valiosos sobre o desempenho das equipes e experiências individuais de aprendizado.

No geral, as descobertas dos nossos três anos de implementação demonstram a eficácia da plataforma em melhorar os resultados de aprendizado no campo da educação em segurança cibernética.

#Direções Futuras de Pesquisa

À medida que seguimos em frente, vários desafios principais precisam ser abordados:

1. Identificando Momentos pra Intervenção: Os professores precisam de ferramentas melhores pra determinar quando as equipes precisam de orientação durante os exercícios. Isso pode incluir rastreamento de marcos e tempos de realização esperados pra informar os professores quando intervir.

2. Aprimorando a Interatividade da Plataforma: Versões futuras da plataforma poderiam se beneficiar da integração de aprendizado de máquina pra responder melhor às entradas dos alunos e personalizar feedback.

3. Medindo o Impacto Educacional: Será importante avaliar como a plataforma influencia o aprendizado dos alunos e o desenvolvimento de habilidades através de estudos controlados.

Em conclusão, essa abordagem inovadora aos TTXs representa um avanço significativo na educação em computação, equipando os alunos com as habilidades necessárias pra ter sucesso no mercado de trabalho do século 21.