Arquitetura de Sistemas Tutores Inteligentes

A interação do STI com o usuário oferece considerável flexibilidade e maior habilidade na apresentação de material e quando há necessidade de fornecer respostas. “Eles procuram não apenas ensinar, mas aprendem informações relevantes sobre o estudante, proporcionando-lhe um aprendizado individualizado” (THIRRY, 1999 apud SCHMITZ et al, 2002, p. 3).

Os módulos que compõem a maioria dos STI, bem como seus inter-relacionamentos, são apresentados na Figura 23.

1 Estudo do comportamento

2 Ato de conhecer ou captar, entregar, elaborar e exprimir informação

3 Pretendem proporcionar instrução através de diálogo com os alunos e detectam erros.

4 Trabalham um determinado assunto através da interação com o aluno, utilizando a abordagem de diagnóstico desse aluno.

5 Utilizam um ambiente interativo com diálogo entre o aluno e o tutor, podendo haver alterações no comportamento do tutor, face às respostas do usuário (aluno).

6 Alguns STI funcionam como guias do aluno e não se utilizam de um diálogo e sim apresentam o conteúdo de outra forma.

Figura 23. Arquitetura Clássica de um STI

Fonte: Adaptado de Vicari; Giraffa (2003, p. 169).

2.3.1.1 Módulo Domínio

Contém o conhecimento armazenado do especialista na matéria a ser ensinada. Esse conhecimento é adquirido a partir do especialista, devendo, portanto, ser transferido para o aluno. É constituído pelo material instrucional, que podem ser: lições, animações, filmes, exercícios, exemplos, desafios, dicas, entre outros (VICARI; GIRAFFA, 2003, p.171).

A representação do conhecimento pode se dar por várias formas, por exemplo, regras de produção, redes semânticas, frames, orientação a objetos, lógica, script. Segundo Oliveira (2002 apud FRANÇA, 2005, p. 10) neste módulo o conteúdo a ser ensinado deve ser armazenado não em uma base de dados, mas sim numa base de conhecimento; “do contrário, o sistema teria informação sem possibilidade de raciocinar sobre ela para tomada de decisão”,

De acordo com Castoldi; Sakata (1998 apud CONCEIÇÃO, 2003, p. 66), o conhecimento contido no Módulo Domínio pode ser classificado de duas formas:

• Declarativo e teórico: consiste das unidades contendo os conceitos do domínio e suas relações, a metodologia se divide em três fases: determinar quais objetos serão incluídos no domínio, definir como os objetos se relacionarão entre si e verificar quais relações estão corretas; e

• Procedimental: trata-se de um procedimento explicativo. Explica como fazer uma tarefa, como diagnosticar um problema ou recomendar uma ação. Para incorporar o conhecimento num sistema recomenda-se: estabelecer as metas, estabelecer os fatos e estabelecer as relações entre as metas e os fatos.

2.3.1.2 Módulo Aluno

Contém as informações referentes a cada estudante que faz uso do sistema. Essas informações estão relacionadas com o nível de conhecimento do estudante sobre a matéria e o seu ritmo de aprendizagem (SOBRAL; FERREIRA, 2000, p. 2).

De acordo com Vicari e Giraffa (2003, p. 172), muitas técnicas são utilizadas para construir o modelo do aluno, como por exemplo:

• Reconhecimento de padrões aplicados ao histórico das respostas fornecidas;

• Comparar a conduta do aluno com a de um especialista e verificar os pontos em comum;

• Colocar as preferências do aluno;

• Coisas que ele costuma esquecer quando interage com o tutor; e

• Indicação dos seus desejos, crenças e intenções.

É graças ao Módulo Estudante que o sistema pode ter um atendimento personalizado para cada usuário, o que leva a crer que este deve ser dinâmico, pois à medida que o aluno participa do curso, seu estado cognitivo é alterado. Sendo assim, tal módulo deve ser capaz de acompanhar todo este processo de aprendizagem (CONCEIÇÃO, 2003, p. 64).

2.3.1.3 Módulo Tutor

Dazzi (2004, p. 19) afirma que este módulo determina qual conteúdo será ministrado em determinado momento. Obtendo informações do módulo do aluno é decidido o que fazer em seguida, por exemplo, apresentar um novo material ou revisar o material que foi previamente ensinado.

Jesus (2003, p. 6) concorda com essa idéia afirmando que a partir das informações contidas no modelo do estudante e no modelo do domínio faz-se a seleção e o seqüenciamento do assunto a ser apresentado e enviado à interface gráfica. Esse módulo contém as estratégias de ensino e decide

quando e como apresentar o conteúdo para o estudante. Expressa ainda sua preocupação com relação ao módulo tutor afirmando que ele requer uma atenção especial em sua modelagem:

Um processo de aprendizagem depende de uma grande variedade de fatores e o sistema tutorial deve cuidar para não destruir a motivação pessoal do estudante ou o seu senso de descobrimento. Este processo pedagógico requer grande versatilidade e criatividade na modelagem do sistema tutor.

2.3.1.4 Módulo Interface

Também chamado módulo de comunicação ou ambiente de ensino, é a interface entre o STI e o aluno. Deve ser inteligente e capaz de adaptar-se as diferentes necessidades de cada usuário, aprender novos conceitos e técnicas, tomar iniciativas. Continuando seu pensamento de Jesus (2003, p. 6) afirma que “o uso de apresentações gráficas, especialmente animações poderão contribuir para melhorar o processo de ensino e aprendizagem no aluno”.

De acordo com Dazzi (2004, p. 25), alguns aspectos devem ser observados numa interface, tais como:

• Escolha de uma linguagem adequada de comunicação de informações vindas tanto do sistema quanto do aluno;

• Escolha dos elementos de interface;

• Facilidade de uso; e

• Identificação do usuário.

Vicari e Giraffa (2003, p. 178) dizem que “uma boa interface é vital para o sucesso de qualquer sistema interativo” e afirmam que é na interação que o STI exerce duas de suas principais funções: a apresentação do material instrucional e a monitoração do progresso do estudante através da recepção da resposta do aluno. Dessas duas funções, podemos derivar alguns objetivos a serem cumpridos pelo módulo de interface:

• Evitar que o estudante se entedie;

• O estudante deve poder intervir facilmente no discurso do tutor, e vice-versa;

• O tempo de resposta deve permanecer dentro de limites aceitáveis; e

• A monitoração deve ser feita o máximo possível em background, sem sobrecarregar o

Schmitz et al (2002, p. 3) afirma que o nível de dificuldade de implementação dos STI é diretamente proporcional aos benefícios trazidos por eles, ou seja, quanto maior sua capacidade de tutoria, maior será o uso de técnicas complexas aplicadas ao seu desenvolvimento.