Métodos e Ferramentas para

Sistemas Tutores Inteligentes

Prof. Andrey Ricardo Pimentel

PPGInf / UFPR

Métodos e Ferramentas para

Sistemas Tutores Inteligentes

●Sumário:

–Introdução

–Arquitetura de um STI

●Modelo do Domínio

●Modelo do Aprendiz

●Modelo Tutorial

–Avaliação

–Perspectivas de Trabalhos

Introdução

●Informática na Educação

●Educação à distância

●Jogos Sérios e Gamificação

●Ambientes Virtuais de Aprendizagem

●Objetos de Aprendizagem

●Sistemas Tutores Inteligentes

●Mineração de dados Educacionais

Introdução

Introdução

Introdução

Introdução

Introdução

Introdução

Introdução

●Autoria em STI

●Ensino de Programação

●Ensino na área da Saúde

Arquitetura de um STI

Arquitetura de um STI

Modelo do Domínio do Especialista

●É o módulo do STI que contém o conhecimento

sobre o que é ensinado

●É capaz de dizer:

–Se a solução do aprendiz está certa ou errada

–Onde o aprendiz errou

–Elaborar uma explicação, dica ou uma nova pergunta para levar o aprendiz ao aprendizado

–Elaborar um diálogo sobre o assunto a ser ensinado

Modelo do Domínio do Especialista

●O conhecimento normalmente é adquirido de um

especialista e armazenado em forma de:

–Regras de Produção

–Ontologias

–Frames

●Conhecimento:

–Declarativo

–Procedimental

Modelo do Domínio do Especialista

Exemplo de Regra do MYCIN

Modelo do Domínio do Especialista

Exemplo de regra tutorial do Guidon / MYCIN

Modelo do Domínio do Especialista

●Modelos:

–Caixa preta

–Sistema Especialista separado

–Módulo especialista

Modelo do Aprendiz

●Faz um modelo do aprendiz:

–Perfil

–Estado atual do aprendizado

–Estados pelos quais ele passou

–Quanto falta para atingir seus objetivos instrucionais

–Estado Afetivo

Modelo do Aprendiz

●Métodos:

●ACT

●Debuggy

●Overlay (Guidon)

Modelo Tutorial

●O Modelo Tutorial possui o conhecimento sobre

como ensinar ou intervir no aprendizado.

●Selecionar ou sequenciar o material, exemplos e

exercícios a serem apresentados ao aprendiz

●Responder sobre um determinado assunto

●Determinar se o aprendiz precisa de ajuda e

Intervir caso necessário

Modelo Tutorial

●Tutoria “over the shouder”

●Dicas

●Adaptação da sessão

●Diálogos socráticos

●Scaffolding

●Bugs (ACT e Debuggy)

Modelo Tutorial

●Exemplo de Diálogo

Socrático

Modelo Tutorial

●Exemplos de regras

ACT

Avaliação de STI

●Avaliar o aprendizado

–Pre-teste

–Pós-teste

–Sensação do aprendizado

●Usabilidade

●SAM

●Avaliar o software

Projetos

●Autoria em Múltiplas Representações Externas e

Sistemas Tutores Inteligentes

●Linguagens e ferramentas de autoria para a

criação de Sistemas Tutores Inteligentes

●Inferência dos Estados Afetivos dos Aprendizes

em Sistemas Tutores Inteligentes

●Objetos de Aprendizagem para o curso de

Ciência da Computação

Trabalhos

●Carolina Moreira Oliveira. Sequenciamento

Inteligente e Adaptativo de Enunciados em

Programação de Computadores. 2016.

Dissertação

●Rita de Cássia Tesseroli. Arcabouço para

Mapeamento do Conhecimento do Aluno Baseado

no Modelo de Redescrição Representacional.

2015. Dissertação

●Leandro Rodrigues Ferreira. Autoria de regras de

produção para remediação de erros com múltiplas

representações Externas. 2015. Dissertação

Trabalhos

• INFERÊNCIA DE ESTADOS AFETIVOS EM AMBIENTES EDUCACIONAIS:

PROPOSTA DE UM MODELO HÍBRIDO BASEADO EM INFORMAÇÕES

COGNITIVAS E FÍSICAS

Trabalhos

●Derick Evangelista Rodrigues da Silva. Detecção e Remediação

de Erros Através de Múltiplas Representações Externas e da

Teoria da Reparação. 2014. Dissertação

●Fábio Duarte de Oliveira. Suporte ao Aprendizado Apoiado por

Múltiplas Representações Externas Através da Análise e

Remediação de Erros. 2011. Dissertação

● Rose Yuri Shimizu. Modelo de inferência dos parâmetros causais

: incorporação da probabilidade de conhecimento nas atribuições

das causas dos sucessos ou fracassos em atividades cognitivas e

sua relação com as ações dos estudantes. 2015. Dissertação

●Marcela Turin Koschevic. Uma Arquitetura para Sistemas Tutores

Inteligentes que Utiliza a Teoria Qualitativa de Processos para

Recomendação de Próximos Melhores Exercícios. 2015.

Dissertação

Trabalhos

●Zenaide Carvalho da Silva. Arquitetura para apresentação de

conteúdos de objetos de aprendizagem considerando os estilos de

aprendizagem. 2017. Tese

●Mônica Hoeldltke Pietruchinski. ArqMAEC: um modelo arquitetural

baseado em agentes para monitorar, avaliar e estimular a

colaboração em ambientes educacionais gamificados. 2016. Tese

●Maici Leite Duarte. Remediação de erros baseada em Múltiplas

Representações Externas e classificação de erros aplicada a

Objetos de Aprendizagem Inteligentes. 2013. Tese

Trabalhos

●Leonam Cordeiro de Oliveira. Online Peer Assesment. 2017.

Dissertação

●José Antonio Buiar. Identificação de Perfis de Personalidade com

base em textos em Ambientes Virtuais de Aprendizagem. 2017.

Tese

●Soelaine Rodrigues Áscari. Identificação de estados afetivos dos

aprendizes com base em texto. 2016. Tese

●Wellton Costa de Oliveira. Inferência de estados afetivos de

aprendizes. 2016. Tese

●Rita de Cassia Tesseroli. Modelagem, desenvolvimento e

avaliação de uma arquitetura de Hierarquia de Conhecimento

baseada em capacidades cognitivas. 2015. Tese

Sugestões de Trabalhos

●Detecção de estados afetivos

●Intervenções tutoriais influenciadas por estados

afetivos

●Múltiplas representações externas na

adaptabilidade de um STI

●Geração automática de dicas, diálogos, questões

e explicações

●Online Peer Assessment