Evolução dos Ambientes Educacionais

Basicamente, a maior parte da pesquisa envolvendo a concepção de ambientes educacionais pode ser vista como interação entre dois tipos de jogadores, a saber, o ambiente educacional e o usuário, como mostrado na Figura 2.20.

Figura 2.20: Interação Abstrata em Sistemas Educacionais.

De modo geral, o processo de interação ocorre seguindo um determinado contexto através de troca de mensagens (< X >, < Y >) entre os jogadores envolvidos. Entretanto, para que tal interação seja possível, os jogadores devem interagir seguindo seus conhecimentos e limitações tanto sobre o contexto abordado quanto sobre os próprios jogadores envolvidos, fazendo com que cada jogador possua um ambiente para acesso à informação/conhecimento objetivando maximizar a interação. Outro aspecto importante é que os jogadores que interagem, particularmente no lado dos usuários, podem variar consideravelmente. Dentre as variabilidades possíveis, alguns exemplos são estudantes, grupo de estudantes, tutores, autores, entre outros.

Estes ambientes educacionais passaram por grandes mudanças que vão desde aspectos pedagógicos (como ensino baseado em problemas, colaboração e modelos de avaliação através da interação) até os aspectos tecnológicos (como a inserção de técnicas provenientes da Inteligência Artificial para melhorar as interações e a utilização da Internet).

Sob uma perspectiva histórica, os ambientes de aprendizagem assistidos por computador remontam às décadas de 50 e 60 do século XX, com a chegada dos sistemas CAI (Computer-Assisted Instruction, idealização baseada na instrução programada). No final da década de 60 do século XX, opondo-se à proposta dos CAI, houve o surgimento dos Micromundos, valorizando e abordando uma proposta de aprendizagem através da ação13. Entretanto, a partir dos CAI, pode-se observar duas perspectivas evolutivas, sendo 13_{Outras abordagens relacionadas à aprendizagem, que surgiram, aproximadamente, na mesma época,}

uma com a inserção inteligência artificial na educação e a outra com o surgimento da Web. A primeira deu início à área de Inteligência Artificial e Educação (IAEd), na década de 70 do século XX, dando origem aos ICAI (Intelligent CAI) ou STI14 _(Sistemas

Tutores Inteligentes), os quais foram concebidos para prover os estudantes com informações, tutoria personalizada [Centinia et al., 1995], além de mecanismos inteligentes para resolução automática de problemas [Self, 1995]. Além disso, constatou-se um movimento em favor de modelos computacionais de apoio à aprendizagem calcado na noção de cooperação, na década de 90. Nesse sentido, propõe-se que os STI tradicionais evoluam para os Ambientes Interativos/Inteligentes de Aprendizagem (AIA)15 ou ainda Sistemas Tutores Cooperativos [Costa, 1997]. Além disso, essa década também foi marcada pelo advento dos agentes de software [Plekhanova, 2002], provendo mais recursos aos ambientes interativos de aprendizagem. Com isso, a interação abstrata abordada na Figura anterior pode ser estendida como mostrada na Figura 2.21.

Figura 2.21: Interação em Sistemas Educacionais com descrição de um ambiente.

Por outro lado, através do desenvolvimento da Web, surgiram os ambientes de educação a distância (EaD)16, já na década de 90 do século XX. Estes ambientes visam a interação entre estudantes e tutores, fazendo uso da tecnologia da informação para garantir esta comunicação [Silva, 2003]. Os ambientes de educação a distância possuem

referem-se a Simuladores e Jogos Educacionais.

14_{O foco no processo de aprendizagem leva em consideração 3 (três) perguntas básicas: i) o que}

ensinar?, ii) como ensinar? e iii) para quem ensinar?

15_{Do inglês: Interactive/Intelligent Learning Environment - ILE.}

diversas características como ensino em múltiplos domínios (através da apresentação de materiais/objetos de aprendizagem), feedback simples e configurado a priori, suporte colaborativo, entre outros. Por outro lado, os ambientes de inteligência artificial e educação provêem atividades personalizadas tanto para usuários quanto para grupos de usuários, através da utilização de informações dos mesmos. Além disso, estes ambientes dão apoio em atividades de estudantes e tutores, como resolução de problemas, acompanhamento de atividades, avaliação, entre outras.

Apesar das características estarem explicitamente declaradas, diversas limitações são comumente identificadas nestes tipos de ambientes educacionais. De um lado, os ambientes clássicos de educação a distância falham na falta de controle de avaliação personalizada e na falta de personalização/adaptação às características dos usuários presentes no ambiente, como estudantes, tutores, autores, monitores, entre outros [Brooks et al., 2006]. Do outro lado, os ambientes AIED têm o foco estabelecido na resolução de problemas de aprendizagem e nas atividades sendo trabalhadas de forma individualizada/personalizada ao modelo do aprendiz, fazendo com que estas características sejam de domínios restritos e que possuam um alto custo de desenvolvimento e manutenção [Murray, 2003][Manuel Rodrigues and Santos, 2005].

Desta forma, estas limitações, identificadas em ambientes de educação a distância tradicionais, fizeram com que houvesse uma convergência natural entre os mesmos com ambientes de inteligência artificial e educação, isto entre o final da década passada e o início desta, criando assim os ambientes conhecidos como Ambientes de Educação a Distância Adaptativos17 ou Adaptive e-Learning (vide Figura 2.22) [Garcia-Barrios, 2006].

Com esta convergência, os sistemas de e-learning passam a ter características que antes eram exclusivas de sistemas AIED, como atividades personalizadas/individualizadas, resolução de problemas, feedback elaborado, entre outras [Self, 1995]. A construção destes tipos de sistemas está relacionada com diversos aspectos das áreas de engenharia de software, inteligência artificial e educação [Mizoguchi and Bourdeau, 2000][Brooks et al., 2006][Bittencourt et al., 2008b].

17_{Entende-se por ambiente educacional adaptativo (AEA), os sistemas que alteram suas características}

Figura 2.22: Abordagem para Ambientes de Educação a Distância Adaptativos.

A Figura 2.23 apresenta um histórico evolutivo dos Ambientes de Aprendizagem Assistidos por Computador (AAAC) [Bittencourt et al., 2008b] como descrito nesta subseção.

Figura 2.23: Evolução dos AAAC.

A subseção que segue descreve características dos ambientes educacionais baseados na Web semântica.