ITS: Intelligente Tutoring System

Sistemas especialistas No anos 70, um novo domínio de pesquisa e desenvolvimento inicia com o objetivo de desenvolver sistema capaz de substituir o ser humano na resolução de certas classes de problemas. A passagem de uma problemática de sistemas especialistas a uma problemática de ITS aparecia natural. Se o computador “conhece”, ele deve ser capaz de ensinar.

Tutor inteligente e ensino assistido No prolongamento da reflexão sobre um ensino automatizado tentando reproduzir a pedagogia do professor, inicialmente os tutores foram desenvolvidos no objetivo de substituir- se ao professor. Eles estão evoluindo hoje mais na direção de sistema de apoio.

Características Os tutores inteligentes podem ser decompostos em 4 módulos de importância e características variáveis de um tutor ao outro. Esses módulos são destinados a competências diferentes do tutor.

4 módulos Os 4 módulos são: Modelo do conhecimento Modelo do aluno Módulo pedagógico Interface

Modelo do conhecimento Na diferencia do ensino assistido que usa prefixado peças de apresentação de conteúdo (frame), a unidade manipulada pelos tutores é o conhecimento. A representação dos conhecimentos não é em termo de conceitos e competências que o aluno deve adquirir. Ela é em termo do elemento de um modelo capaz de “expertise” dinâmica.

Modelo do conhecimento Ele a dupla função de: Ser a fonte do conhecimento, produzindo respostas e explicações Ser o standard de avaliação do aluno. Produz a solução de um problema, ou várias soluções. Necessidade: definir um sistema de representação do conhecimento compatível com o sistema de representação do aluno.

Modelo do conhecimento A comunicação da atividade do sistema especialista é o centro da aprendizagem. Black-box: os passos para produzir a solução são inacessíveis. Glass-box: cada passo pode ser analisado e interpretado Plausível: a solução é acessível para o aluno

Modelo do aluno Nenhuma comunicação inteligente pode ser feita sem um certo nível de compreensão do parceiro. O modelo do aluno parece necessário. Uma limitação do computador é que os canais de comunicação são limitados: teclado, tela, etc, enquanto o ser humano combina múltiplos tipos de informações para decidir de uma ação.

Modelo do aluno Modelo “overlay” Grafo genético Modelo “overlay” estendidos Interpretação dos erros Enumeração Reconstrução Produção.

Modelo “overlay” O modelo do aluno pode ser baseado em termo dos elementos do modelo do conhecimento. O modelo do aluno é uma versão parcial, um subconjunto do modelo especialista. O pressuposto é que ação incorretas não são por falta de conhecimento mas por conhecimentos errados: os conhecimentos do aluno são incompletos, nunca errados

Grafo genético A representação do conhecimento é completada de uma informação relevante sobre a aprendizagem. O conhecimento modelizado com regras, a ligação entre duas regras indica as condições de aprendizagem de uma dela quando a outra é conhecida pelo aluno.

Modelo “overlay” estendidos Incorporar conhecimentos errados: A partir de conjuntos de erros, A partir de conjuntos de regras erradas. Produzir os erros a partir do conhecimento certo. PB: os erros do aluno não são interpretáveis a partir do conhecimento certo: Representar as concepções do aluno, Dificuldade por conto da variedade dessas concepções.

Enumeração dos erros Lista dos erros: problema de exaustividade A remediação é sobre os sintomas do erro de conhecimento mais que sobre esse erro.

Reconstrução do erros Reconstruir os processos produzindo os erros a partir das informações da interface. Necessidade de uma representação do conhecimento fina para considerar tão os conhecimentos certos que errados.

Modelo do aluno: diagnóstico Difícil: A linguagem de modelização é necessariamente redutora em relação com os processos: o modelo do aluno é sempre uma aproximação. O aluno não é consistente. A evolução dos conhecimentos do aluno não é necessariamente da forma antecipada. Um conhecimento inicial do aluno é necessário. O sistema pode usar problemas intermediários para poder melhorar um diagnostico.

Modúlo pedagógico Herança do ensino assistido. Uma parte importante da “pedagogia” é presente na criação dos outros modelos (conhecimento, aluno). O módulo pedagógico pode ser pre- definido ou elaborado dinamicamente a partir de primitivas e das respostas do aluno.

Modúlo pedagógico Nível global: adaptação das apresentações em função das necessidades do aluno Nível local: determinação do momento, do conteúdo de uma intervenção: guiar, explicar e remediar.

Modúlo pedagógico Subtil: dificuldade de saber quando e como intervir. Mixed-initiative dialog, Guided-discovery learning ou coached activities.

Interface Definição da comunicação Em termos de apresentação do conhecimentos e da “expertise”: o sistema apresenta-se. Em termos de forma do aluno expressar seus conhecimentos.

Scholar, iniciativa mista Primeiro tutor (Carbonell) Aluno ou computador perguntam e respondam Conhecimento em rede semântico Limitações: sem estratégia pedagógica limitado na extensão dos conhecimentos acessíveis a partir dos conhecimentos de base.

Scholar, rede

Scholar, regras Regra 1: quando o assunto é uma propriedade (ex:particularidade geográfica), escolhe o mais importante valor inutilizado nesse assunto quando o assunto é um valor (ex:América do sul), escolhe a mais importante propriedade e valor desse assunto

Scholar, exemplo

Why, o método socrático O conteúdo abordado pelo WHY é a chuva O tutor não ensina diretamente, ele guia o aluno através de perguntas a formular princípios gerais, descobrir contradições, e extrair corretas deduções.

Why, regras Regra 6 Se o aluno produz uma explicação insuficiente, enuncia uma regra geral considerando os argumentos da explicação como suficientes e pergunta ao aluno se é verdadeira Exemplo se o aluno considera que água é a razão que tem arroz na China, pergunta se em qualquer lugar com água suficiente tem arroz.

Why, exemplo

SOPHIE, laboratório O conteúdo aborda por SOPHIE é “problema em circuitos eletrônicos”. SOPHIE é construído como um laboratório onde o aluno pode aplicar e testar seus conhecimentos.

SOPHIE, particularidades SOPHIE não toma iniciativas pedagógicas. Ele não tem um modelo do aluno. Qual é a diferencia entre SOPHIE e um micromundo ou uma simulação.

SOPHIE, exemplo

WEST, coaching WEST é um jogo baseado sobre a conquista do west. Ele tem como objetivo de desenvolver competências em aritmética.

WEST

WEST, coaching As propostas do aluno são comparadas com estratégias do sistema especialista e em função de um modelo do estudante: suas estratégias conhecidas como fracas. Uma nova proposta ou dica é formulada pelo sistema.

WEST, exemplo

Conclusão