Sistemas Inteligentes de apoio a Aprendizagem

A utilização de computadores na educação teve, inicialmente, uso restrito na elaboração de catálogo de cursos, de testes e no apoio gerencial. Num segundo momento, o computador foi utilizado como assistente do professor, interagindo diretamente com o estudante.

Segundo Silva:

a primeira abordagem, denominada ambiental, é caracterizada pelo Laboratório LOGO de Seymour Papert (1980), a qual levou o estudante ao uso da máquina, com um estilo mais ou menos livre, onde o estudante é envolvido com programação. A segunda abordagem, utiliza jogos e simulações como ferramentas instrucionais. A terceira aplicação é a Instrução ou Ensino Assistido por Computador (CAI - Computer Assisted Instruction), que fazem um esforço explicativo, para instigar e controlar a aprendizagem. (Silva 1994, p. 16-17)

Atualmente, as pesquisas estão voltadas para projeto de programas que sejam adaptados ao estudante. Estes sistemas são denominados de sistemas ICAI (Intelligent Computer-Assisted Instruction) ou EIAC (Ensino Inteligente Assistido por Computador) e se utilizam da Inteligência Artificial para melhorar a qualidade e eficiência dos antigos sistemas CAI, criando um novo ambiente de aprendizagem.

Para Nicaud (1993), os sistemas EI AC reagrupam os trabalhos de pesquisa fundamental e de desenvolvimento tendo como objetivos: a formalização dos processos humanos de aprendizagem, a concepção de modelos que representem o conhecimento, e que sejam tanto cognitivos como computacionais, e o estudo da inserção destes sistemas na formação. Para o autor, os sistemas EIAC são um campo da ciência cognitiva que interage com diversas disciplinas como a informática (em particular a inteligência artificial), a didática, a psicologia cognitiva e as ciências da educação.

Para Baron et ali (1993) os sistemas EIAC tem seu desenvolvimento ligado aos sistemas à base de conhecimento que são baseados na IA, e que leva em consideração as seguintes exigências específicas:

♦ a modelagem dos domínios de conhecimento e de raciocínio com finalidades de comunicação , da resolução de problemas pedagógicos, de gerar a explicitação e a aquisição de conhecimento; ♦ a compreensão e a geração da linguagem natural em ligação com a modelagem de um domínio, principalmente em relação aos enunciados de exercícios e às explicações;

♦ a comunicação homem- máquina, principalmente com relação à concepção de sistemas interativos onde a interação tem por objetivo tarefas de aprendizagem com aspectos fortemente cognitivos. Os modelos de interação possuem diversos modos de comunicação multimídia (linguagem natural, menus, ícones, gráficos, som, imagem);

♦ a planificação e a conduta de uma seção com adaptação dinâmica na medida de seu desenvolvimento;

♦ a modelagem de agentes humanos (professores e alunos) levando em consideração o estado de conhecimento e as crenças mais ou menos imperfeitas (informações incompletas, incorretas e incertitudes) e evolutivas, assim como as noções sobre aprendizagem;

♦ a concepção de sistemas adaptativos e evolutivos, pois um EIAC deve se adaptar a seu usuário num determinado instante, mas também deve levar em conta sua evolução;

♦ a arquitetura de sistemas distribuídos que levem em conta a integração e a cooperação eficaz dos diversos módulos.

Balacheff et ali (1993) considera que a didática colabora com as pesquisas em EIAC sob dois aspectos: o metodológico e o teórico. No plano teórico as contribuições podem ser feitas quanto à caracterização e à modelagem de situações de ensino, de análise de condutas, na concepção de um modelo de aluno com relação a um determinado conteúdo e em um contexto bem definido e nos estudos da transmissão do saber, do desenrolar dos questionamentos e dos modos de validação. No plano metodológico encontram-se as ferramentas da pesquisa experimental, que contribuirão essencialmente no campo da engenharia e das ferramentas para realizar a observação detalhada das diferentes fases de introdução ou de construção de um procedimento.

Para Dillenbourg et ali (1993) as ciências da educação podem contribuir no desenvolvimento de sistemas EIAC em relação aos seguintes pontos:

♦ levar os projetistas de sistemas a proporem abordagens pedagógicas globais fundamentadas nas teorias pedagógicas (Bloom, Piaget, Vygotsky,...);

♦ auxiliar na definição de objetivos pedagógicos precisos;

♦ propor métodos de ensino que correspondam aos objetivos fixados; ♦ conceber mecanismos dinâmicos para gestão de curriculum;

♦ conceber metodologias de observação e de avaliação em diferentes contextos sociais.

Segundo Corredor (1989) os sistemas ICAI, STI (Sistemas Tutoriais Inteligentes), ou EIAC (Ensino Inteligente Auxiliado por Computador) possuem quatro módulos básicos:

♦ módulo especialista, que contém o conhecimento a ser transmitido, com capacidade para responder dúvidas, reconhecer a solução errada e apresentar diferentes exercícios com solução comum;

♦ módulo modelo do estudante, onde são armazenadas as informações sobre o aluno (quantidade de compreensão do assunto, estratégia de ensino preferida, erros cometidos no processo de aprendizagem e estratégia utilizada para a resolução de problemas) e determinando o nível em que o aluno se encontra com relação a um conhecimento específico;

♦ módulo tutor, que contém as estratégias, regras e processos que orientam as interações do sistema com o estudante. Cabe a este módulo determinar que tipo de problema o aluno deve resolver num determinado momento, controlar e criticar o rendimento do aluno, facilitar ajuda

sempre que solicitado, selecionar material de apoio em casos de erros e permitir ou não um determinado erro do aluno;

♦ módulo interface com o usuário, encarregado de gerar procedimentos corretos para o estudante, interpretar suas respostas, organizá-las e repassá-las ao sistema. Para este módulo é importante resolver os problemas de compreensão da linguagem natural.

Para Dillenbourg (1992), os ambientes de aprendizagem interativa possuem três componentes básicos:

♦ o módulo especialista, que possui o conhecimento a ser compreendido;

♦ o módulo de aprendizagem, que contém o histórico do aluno, seus erros e a reprodução do comportamento do aluno;

♦ o módulo tutor, que contém o conhecimento necessário para listar e apresentar o conhecimento especialista empregando o conhecimento necessário para rodar estratégias didáticas.

É importante salientar que estas divisões são mais conceituais que concretas.

Considerando que a interação do aluno com o computador é de fundamental importância no desenvolvimento de ambientes de apoio a aprendizagem, mostrar-se-á como a hipermídia desempenha este papel.