Inteligência Artificial e Educação Introdução. Qual o papel de IA na Educação? n...

Inteligência Artificial e Educação

IntroduçãoIntrodução

Qual o papel de IA na Educação?

Preocupações de IA:Preocupações de IA: Conseguir com que máquinas:Conseguir com que máquinas:

leiam leiam raciocinemraciocinem façam generalizaçõesfaçam generalizações se expressemse expressem aprendamaprendam


pesquisadores de IA tem uma posição única pesquisadores de IA tem uma posição única para melhorar a educaçãopara melhorar a educação

===> domínio da tecnologia + ===> domínio da tecnologia + preocupações com aprendizagem e preocupações com aprendizagem e entendimentoentendimento


Questão central de IA e Educação: Questão central de IA e Educação: " Como os computadores podem ajudar? " " Como os computadores podem ajudar? "

ou ou

"Qual o papel do computador?""Qual o papel do computador?" ensinar computação ?ensinar computação ? **ensinar vários assuntos ?**ensinar vários assuntos ?

===> servir como instrumento de mudança===> servir como instrumento de mudança

===> não reforçar o ===> não reforçar o status quostatus quo

Uso do Computador em Educação ==> Diferentes direções de ensino:==> Diferentes direções de ensino:

computador ==> software ==> alunocomputador ==> software ==> aluno aluno ==> software ==> computadoraluno ==> software ==> computador

===> Quem detém o controle sobre o ===> Quem detém o controle sobre o processo de ensino/aprendizagem?processo de ensino/aprendizagem?

Sistemas Computacionais com fins educacionais Diferentes abordagensDiferentes abordagens

diferentes paradigmas de aprendizagem diferentes paradigmas de aprendizagem subjacentessubjacentes

tipo de controle exercidotipo de controle exercido Quem controla a interaçãoQuem controla a interação

• computador?computador?

• Aluno?Aluno?

• Misto?Misto?

Tudo tem sua história

sistemas computacionais com fins sistemas computacionais com fins educacionais tem acompanhado a própria educacionais tem acompanhado a própria história e evolução dos computadoreshistória e evolução dos computadores

Os primeiros usos do computador em Os primeiros usos do computador em Educação surgiram ainda no final da década Educação surgiram ainda no final da década de cinquenta e representavam as de cinquenta e representavam as possibilidades tecnológicas da época. possibilidades tecnológicas da época.


primeiros sistemasprimeiros sistemas paradigmas de aprendizado refletem e situam o paradigmas de aprendizado refletem e situam o

contexto educacional vigente à épocacontexto educacional vigente à época “ “instrução programada”instrução programada”

automatização do processo de ensino/aprendizado automatização do processo de ensino/aprendizado consistente com as possibilidades tecnológicas consistente com as possibilidades tecnológicas

vigentesvigentes


paradigma instrucionistaparadigma instrucionista tutores / tutores inteligentestutores / tutores inteligentes

paradigma construcionista - Papert (1980)paradigma construcionista - Papert (1980) ““liberdade” de iniciativa e controle do estudante liberdade” de iniciativa e controle do estudante

no ambiente computacional no ambiente computacional o aprendizado entendido como construção pessoal o aprendizado entendido como construção pessoal

ambiente de programação Logoambiente de programação Logo

““aprender fazendo e refletindo”aprender fazendo e refletindo”


paradigma construcionistaparadigma construcionista ambientes de modelagem e simulaçãoambientes de modelagem e simulação micromundos, ambientes de programaçãomicromundos, ambientes de programação

InternetInternet cidadãos do mundocidadãos do mundo colaboraçãocolaboração

Uma taxonomia - Controle da Interação

Ensino Assistido pelo ComputadorEnsino Assistido pelo Computador

Ambientes interativos de aprendizagemAmbientes interativos de aprendizagem

Ambientes para aprendizado socialmente Ambientes para aprendizado socialmente distribuídodistribuído

Computador como auxílio na educação:

Na conformação da escola como ela é - ensino

Enriquecimento do ambiente de aprendizagem ou na transformação da escola

Computador no ensino :

Tutoriais

Exercício e prática

Uso de multimídia ou Internet

Tutorial

Figura x: Tela - Menu de conteúdos do Windows 95 - O início

Tutorial

Tutorial informação


informação


informação

pergunta


informação

pergunta

resposta

No tutorial o computador :

Passa a informaçãoPassa a informação

Verifica se a informação foi Verifica se a informação foi retidaretida

Controla o processo de ensinoControla o processo de ensino

Computador no ambiente de aprendizagem :construcionismo contextualizado

ProgramaçãoProgramação

Desenvolvimento de multimídiaDesenvolvimento de multimídia

Processador de texto, planilha, Processador de texto, planilha, criação de banco de dadoscriação de banco de dados

Construcionismo contextualizado

Construcionismo Construcionismo (aprendiz (aprendiz engajado na construção de um engajado na construção de um produto significativo )produto significativo )

Contextualizado Contextualizado (produto (produto construído é relacionado com a construído é relacionado com a realidade do aprendiz)realidade do aprendiz)

Programação

descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação

Programação


execução

Programação


execução

reflexão

Programação


execução

reflexão)

Programação


execução

reflexão

depuração

Programação


execução

reflexão

depuração

conceito estratégia

Programação


execução

reflexão

depuração


agente de aprendizagem

Programação


execução

reflexão

depuração



social

Programação

Papel do computador na programação

Tornar o raciocínio explícitoTornar o raciocínio explícito

Executar o “raciocínio”Executar o “raciocínio”

Fornecer feedback fiel e Fornecer feedback fiel e imediatoimediato

Permitir diferentes níveis de Permitir diferentes níveis de reflexãoreflexão

Facilitar a depuração do Facilitar a depuração do conhecimentoconhecimento

Permitir a discussão de Permitir a discussão de aspectos da meta-cogniçãoaspectos da meta-cognição

Processador de texto

descrição da idéia através da linguagem natural


descrição da idéia através da linguagem

execução daformatação




reflexão

)




reflexão

)

depuração da formatação


Papel do computador no processador de texto

Permitir a explicitação da idéia Permitir a explicitação da idéia (através da linguagem) (através da linguagem)

Executar a formataçãoExecutar a formatação

Facilitar a alteração do textoFacilitar a alteração do texto

Autoria - Multimídia


SomVídeoTextoImagem

E CO LO GIA

Introdução

TextoImagem

BI OM AST err estre s

Definição

TextoImagem

D i stri bu i çãoG eog r áficasd o s B i om as

TextoImagem

Deser to

-Localização- Clima- Descrição

FlorestaTropical

F lo res taT emp er ada

C amp o sT empe rad o s C amp o s

T ro pi cai s T u nd r a

T ai g a

Internet

escolha de opções


escolha de opções

execuçãoda opção


escolha de opções


reflexão

)


escolha de opções


reflexão

)

depuraçãoda opção


descrição da solução do problema através de uma linguagem de autoria

execução

reflexão

depuração



social

Construção de multimídia

Papel do computador no uso da multimídia ou da Internet

Navegar na informaçãoNavegar na informação

Adquirir informaçãoAdquirir informação

Modelagem e Simulação

O Homem na Sociedade do Futuro Participar ativamenteParticipar ativamente Trabalhar em grupoTrabalhar em grupo CriarCriar PensarPensar Aprender a AprenderAprender a Aprender Ter conscîência de seu potencial cognitivo e Ter conscîência de seu potencial cognitivo e

afetivoafetivo

Objetivos da Educação

===> preparar o estudante para "funcionar " no ===> preparar o estudante para "funcionar " no mundo em que vivemundo em que vive

habilidade de raciocíniohabilidade de raciocínio o que é uma boa questão, uma boa resposta e uma o que é uma boa questão, uma boa resposta e uma

boa justificativaboa justificativa habilidade de auto-ensino (aprender a aprender)habilidade de auto-ensino (aprender a aprender) habilidade de formar hipóteses de modo a habilidade de formar hipóteses de modo a

descobrir suas próprias respostasdescobrir suas próprias respostas

Objetivos da Educação

habilidade de expressãohabilidade de expressão saber analisar casos anteriores relevantes à saber analisar casos anteriores relevantes à

uma dada situaçãouma dada situação conhecer questões não resolvidasconhecer questões não resolvidas saber onde encontrar informaçãosaber onde encontrar informação

Alguns Métodos Tradicionais de Ensino Método da EsponjaMétodo da Esponja Método do Artesão/AprendizMétodo do Artesão/Aprendiz Método do ArtistaMétodo do Artista Método da PesquisaMétodo da Pesquisa Método da ExploraçãoMétodo da Exploração Método do Argumento Método do Argumento

Métodos Educacionais devem ter: Correspondência: Correspondência:

corresponder aos mecanismos naturais de aprendizagemcorresponder aos mecanismos naturais de aprendizagem Engajamento: Engajamento:

estrutura e motivação de forma que a informação possa estrutura e motivação de forma que a informação possa ser absorvidaser absorvida

Sensibilidade: Sensibilidade: a instrução deve responder imediatamente aos a instrução deve responder imediatamente aos

interesses e preocupações particulares de cada interesses e preocupações particulares de cada estudante.estudante.

Arquiteturas de IA para o Design de Sistemas Educacionais Arquitetura = estrutura a qual incorpora Arquitetura = estrutura a qual incorpora

uma abordagem particular de ensinouma abordagem particular de ensino Ensino Baseado em CasosEnsino Baseado em Casos Aprendizagem IncidentalAprendizagem Incidental Conjectura ForçadaConjectura Forçada Simulação Baseada no Aprender FazendoSimulação Baseada no Aprender Fazendo

Teorias de Aprendizagem e Entendimento Aprendizagem Dirigida por FalhasAprendizagem Dirigida por Falhas

uma pessoa é motivada a aprender por uma falha uma pessoa é motivada a aprender por uma falha em seu processo de entendimentoem seu processo de entendimento

uma pessoa entende o mundo a sua volta uma pessoa entende o mundo a sua volta avaliando situações e formando expectativas avaliando situações e formando expectativas sobre a situaçãosobre a situação

os estudantes precisam ter oportunidade de os estudantes precisam ter oportunidade de experienciar falhas de expectativa e aprender experienciar falhas de expectativa e aprender através delasatravés delas

Teorias de Aprendizagem e Entendimento Raciocínio Baseado em CasosRaciocínio Baseado em Casos

uma pessoa raciocina sobre situações uma pessoa raciocina sobre situações complexas fazendo referência à situações complexas fazendo referência à situações similares ao invés de raciocinar sobre similares ao invés de raciocinar sobre princípios básicosprincípios básicos recuperar casos relevantes da memóriarecuperar casos relevantes da memória avaliar a pertinência dos casos anteriores e concluir avaliar a pertinência dos casos anteriores e concluir

adequadamente no caso atualadequadamente no caso atual

Educação para um nova Era

informação ========> conhecimentoinformação ========> conhecimento ““o indivíduo deve ser sabedor da existência da o indivíduo deve ser sabedor da existência da

informação e de onde ela se localiza para que informação e de onde ela se localiza para que no momento adequado a acesse”no momento adequado a acesse” ( Seabra, ( Seabra, 1993)1993)

Qual o papel da escola ?Qual o papel da escola ? Qual o perfil do novo professor ?Qual o perfil do novo professor ? Qual o papel da tecnologia ?Qual o papel da tecnologia ?

“ “ não poderá haver nenhuma solução até não poderá haver nenhuma solução até que a revolução da Terceira Onda acabe que a revolução da Terceira Onda acabe com as atuais escolas da Segunda Onda e com as atuais escolas da Segunda Onda e as substitua por instituições de aprendizado as substitua por instituições de aprendizado que já não se assemelhem às fábricas que já não se assemelhem às fábricas enferrujadas de ontem”enferrujadas de ontem” ( Toffler, 1992) ( Toffler, 1992)

transformar a sala de aula em um ambiente transformar a sala de aula em um ambiente de aprendizagem interativode aprendizagem interativo

computador é elemento fundamentalcomputador é elemento fundamental trabalhar com escritatrabalhar com escrita trabalhar com imagem e somtrabalhar com imagem e som simular fenômenossimular fenômenos jogosjogos conectar outros ambientes e paísesconectar outros ambientes e países

“ “ if tou desire to form individuals capable of if tou desire to form individuals capable of inventive thought and of helping the society inventive thought and of helping the society of tomorrow to achieve progress, then it is of tomorrow to achieve progress, then it is clear that an education wich is an active clear that an education wich is an active discovery of reality is superior to one of discovery of reality is superior to one of consists merely in providing the young with consists merely in providing the young with ready-made wills to will with and ready-ready-made wills to will with and ready-made truths to know withmade truths to know with” ( Piaget, 1971)” ( Piaget, 1971)

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