Prof. Dr. J.M.O.Parente Curriculum and Instruction in Automated Tutors Henry M. Halff CT-282 – Tutores Inteligentes

Prof. Dr. J.M.O.Parente Este seminário foi feito com base no Capítulo 04 do Livro Fundations of ITS [Polson e Richardson], escrito por Henry M. Halff Apresentado por Eliane S. Ramos 29 de março de 2005

Prof. Dr. J.M.O.Parente ITS Tutores podem usar diferentes técnicas instrucionais, entretanto eles devem exibir as três características abaixo: 1)Um tutor deve exercitar algum controle sobre o currículo, a qual é a seleção e sequência do material a ser apresentado; 2)Um tutor deve ser capaz de responder aos estudantes sobre o assunto; 3)Um tutor deve ser capaz de determinar quando estudantes precisam de ajuda, precisam praticar uma habilidade e qual tipo de ajuda é necessário

Prof. Dr. J.M.O.Parente Currículo x Instrução Currículo é a seleção e a seqüência da matéria a ser apresentada aos estudantes. Instrução é a demonstração atual do material ao estudante, ou seja, o que está sendo ensinado.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Natureza da Aprendizagem Poucos avanços para educadores ou projetistas instrucionais que dirigem-se para livrarem-se de conhecimentos não apropriados em algum momento que eles semeiam conhecimento útil.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Natureza do Ensino De que modo mecanismos individuais gerenciam o aprender no ambientes e outros diferentes ambientes. Ambiente Instrucional são elementos do ITS que auxiliam o que o aprendiz está fazendo, ou seja, situações, atividades e ferramentas fornecidas pelo sistema para facilitar a aprendizagem. A comunicação é um aspecto importante dos tutores. É importante entender a instrução não somente do ponto de vista da teoria da aprendizagem, mas também como um processo de comunicação. Rever as estratégias pedagógicas.

Prof. Dr. J.M.O.Parente A Natureza do Assunto da Matéria Tutores Expositores Tutores Procedimentais Interessados em conhecimento factual; Habilidades inferenciais; Contam com o Conhecimento Declarativo. Ensinam habilidades e procedimentos que tem aplicação exterior da situação do tutorial; Apresentam exemplos de habilidades para solução de problemas com propósito de testar e praticar. Conduzir o conhecimento declarativo na forma de um conjunto de fatos apropriadamente organizados.

Prof. Dr. J.M.O.Parente CURRÍCULO O problema do currículo é dividido em dois: –Formular a representação do material; –Seleção e Sequência dos conceitos. Requer um módulo especialista adequado e um propaeutics; O conhecimento necessário para aprendizagem, mas não para o desempenho proeficiente.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Propaeuditcs: Representando conhecimento para Instrução Estratégia: adotar um modelo especialista como a representação do material a ser ensinado. Fundamento para Estratégia: aprendizagem envolve aquisição progressiva de estruturas cognitivas que suportam o desempenho especialista.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Propaeuditcs: Representando conhecimento para Instrução (cont.) Característica –São gerenciáveis com a pesquisa cognitiva disponível para estudantes; –Fazem as bases funcionais de procedimentos usados no exercício da habilidade. São úteis para: –Relacionar teoria e prática; –Justificar, explicar e testar soluções de problemas possíveis; –Como um método para estratégia de solução de problemas; –Como estratégia para gerenciamento de memórias trabalhando durante estágios intermediários da aprendizagem.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Seleção e Seqüência Tutores Expositores Tutores Procedimentais Evidência na seleção e seqüência da matéria. Tutores expositores: Foco, coerência e cobertura do assunto em uma ordem que apoia a recuperação dos atrasos dos conceitos ensinados. Tutores Procedimentais: ordenar as sub- habilidades das habilidades alvo e selecionar exercícios e exemplos para refletir essa ordem.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Seleção de tópicos em tutores expositores Tratam de duas origens de restrições: 1.Um grupo de restrições surge da matéria seleção de tópicos para manter a coerência e conduzir a estrutura do material 2.Um segundo grupo vem do contexto da tutoria. Seleção de tópicos ou fatos para discussão devem refletir a reação do estudante para eventos da tutoria anteriores. Métodos usados para construir currículos que reflita a estrutura da matéria são assuntos de muita pesquisa

Prof. Dr. J.M.O.Parente Web Teaching x Web Learning Web Teaching => estrutura de conceitos gerais que é ancorado na existência do conhecimento e que serve para suporte mais detalhado do conhecimento. –É uma estrutura estática para o currículo »Não trata, por exemplo, quando o currículo poderia ser redirecionado como o resultado de algumas questões antecipadas do estudante. »Não utiliza um mecanismo poderoso para formular e reformular o currículo dentro do contexto dinâmico das situações de tutoria. Web Learning = estudantes desenvolvem estruturas cognitivas que refletem o currículo.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Exemplo de aplicação web teaching Tutor MENO-TUTOR que utiliza meta-regras

Prof. Dr. J.M.O.Parente Exercícios e Exemplos em Tutores Procedimentais Habilidades procedimentais são quase sempre ensinadas a partir de exercícios e exemplos Como escolher corretamente a sequência correta dos exercícios e exemplos? A escolha poderia ser dita por um modelo de aprendizagem? Pesquisas nessa área sugeriram diversos padrões:

Prof. Dr. J.M.O.Parente Padrão Manageability Todo exercício poderia ser resolvível e todo exemplo poderia ser compreensível para estudantes os quais completaram as parte anteriores do currículo. Gagné e Briggs (1979): análise de habilidades a serem ensinadas em uma hierarquia de pré- requisitos dos objetivos instrucionais. Estrutura fine-grain: confia na taxonomia para característica cognitiva de objetivos instrucionais e regras que constroem lições baseadas na classificação de cada objetivo da taxonomia. Isola cada objetivo a ser ensinado. Permite o estudante priorizar cada objetivo e ensina primeiro os pré-requisitos.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Padrão Transparência Estrutural Propõe que o currículo é a forma de comunicação com o estudante, na qual a sequência de exercícios e exemplos dizem ao estudante alguma coisa do assunto da matéria. A comunicação tem 2 componentes: –Como derivar uma sequência de exercícios e exemplos da estrutura e conteúdo do procedimento sendo ensinado; –Explicar como um estudante pode enterpretar a sequência na ordem para aprender alguma coisa sobre o procedimento. Princípio da indução de estratégias para solução de problemas.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Padrão da Individualização Exercícios e exemplos poderiam ser escolhidos para adequar o modelo de habilidades e fraquezas que caracteriza o estudante no momento que o exercício ou exemplo é escolhido.

Prof. Dr. J.M.O.Parente INSTRUÇÃO Métodos Instrucionais que um tutor deve usar para distribuir o currículo Esses Métodos Instrucionais dependem do conteúdo do curriculo. Tutores expositores usam o diálogo como método principal. Tutores orientados através de habilidades procedimentais utilizam exemplos e exercícios para desenvolver estas habilidades.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Método Instrucional: Diálogo Devem ser planejados para transformar os objetivos instrucionais em resultados. Collins e Stevens (1982), definiram 3 tipos de objetivos: 1.O ensino de fatos e conceitos; 2.O ensino de regras e relações funcionais; 3.O ensino de habilidades para distribuição destas regras.

Prof. Dr. J.M.O.Parente MODELAGEM INSTRUCIONAL É o uso de exemplos trabalhados ou práticas orientadas. É um veículo para introduzir estudantes a procedimentos que eles devem aprender.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Respondendo Questões Função do tutor humano; É uma expectativa em tutores automatizados;

Prof. Dr. J.M.O.Parente Intervenção do Tutorial Necessário para manter o controle da situação tutorial e proteger estudantes da aprendizagem não apropriada ou incorreta. Impede o estudante de explorar caminhos que não são instrucionalmente utilizados. Condições para intervenção: –Model tracing –Issue-based tutoring

Prof. Dr. J.M.O.Parente Intervenção do Tutorial: Model Tracing Chamada para intervenção quando o estudante perde o caminho para a solução conhecida.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Intervenção do Tutorial: Issue-based Tutoring Chamada para intervenção do tutorial somente quando o tutor pode fazer uma identificação positiva de uma ocasião particular para intervenção.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Pesquisas e Práticas em Tutores Automatizados Tutores automatizados e projetos instrucionais Sugestões de pesquisa para projetos instrucionais Teorias de Aprendizagem e Instrução Pesquisas sugeridas em aprendizagem e instrução Modularidade: A independência do conhecimento instrucional e do domínio. Tutores que devem aprender para ensinar.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Teorias de Aprendizagem e Instrução Muitos dos problemas que afligem o Desenvolvimento de Sistemas Instrucionais (ISD) ocorrem porque eles carecem de fundamentos de uma teoria de aprendizagem precisa. Ou seja, não existem mecanismos que dirigem uma interpretação do estudante da apresentação particular. A solução seria a descoberta de normas de aprendizagem que especificam estes mecanismos

Prof. Dr. J.M.O.Parente Por que não existem tutores automatizados que podem trabalhar com o modelo de aprendizagem do estudante? Resposta: Nível de complexidade 1: cognição Normas de aprendizegem não aplicadas a observência do estímulo e respostas. Nível de complexidade 2: natureza da comunicação Neste caso, normas de aprendizagem são descrições incompletas das situações instrucionais. Necessário é uma junção da teoria de como instruções são formuladas para o tutor e como ele é interpretado pelo estudante..

Prof. Dr. J.M.O.Parente Pesquisas sugeridas em aprendizagem e instrução Tutores automatizados requerem mecanismos segundo os quais tutores realizam (ou não) suas eficiências. Cada mecanismo deve levar a normas de aprendizagem ou podem apelar para teorias complexas de comunicação entre tutor e estudante. Níveis de pesquisa: Teorias de aprendizagem humana e modelos de máquinas para estas teorias.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Tutores que devem aprender para ensinar O objetivo de muitas pesquisas em STI é a representação de sucesso do ensinamento de conhecimentos e suas implementações na máquina. No mínimo 2 esforços nestes campos são investigados dentre as possibilidades que esses tutores poderiam, em si mesmos, aprender e ensinar.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Tutores que devem aprender o material O modelo especialista deve ser muito competente e preferencialmente, ser mais competência que o estudante. Situações comuns: 1.O estudante conhece pouco ou nada sobre o domínio e o Tutor conhece tudo ou quase tudo a ser ensinado. 2.Ensino Socrático: estudante tem um conhecimento pequeno do domínio e uma boa quantidade de misconceptions. O tutor é mestre no assunto.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Tutores que devem aprender o material 3. O tutor tem pequena vantagem sobre o estudante, seus conhecimentos (estudante x tutor) são quase o mesmo. Comunicação entre tutor e aprendizneste caso é muito ruim, pois o tutor conduz suas deficiências ao aprendiz. 4. O estudante é mais competente que o tutor.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Tutores que devem aprender para ensinar (Kimball, 1982) melhorou suas técnicas através de refinamentos sucessivos, em seus modelos do estudante. (OShe, 1982) usou procedimento testa-e-faz para tirar noções comuns sobre técnicas de ensino. É duvidável que um tutor possa ensinar para aprender.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Considerações Finais Existem teorias instrucionais e ferramentas que apoiam essas teorias para a construção de tutores inteligentes. Entretanto assuntos associados a Currículos e Instruções em STI são ainda não resolvidos.

Prof. Dr. J.M.O.Parente Bibliografia POLSON, Martha C., RICARDSON, J. Jefrey, Fundations of Intelligent Tutoring Systems, LEA. 1988