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ITS: Intelligente Tutoring System
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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.
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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.
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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.
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4 módulos Os 4 módulos são:
Modelo do conhecimento Modelo do aluno Módulo pedagógico Interface
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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.
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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.
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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
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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.
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Modelo do aluno Modelo “overlay” Grafo genético Modelo “overlay” estendidos Interpretação dos erros
Enumeração Reconstrução Produção.
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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
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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.
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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.
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Enumeração dos erros Lista dos erros: problema de
exaustividade A remediação é sobre os sintomas
do erro de conhecimento mais que sobre esse erro.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Modúlo pedagógico Subtil: dificuldade de saber quando
e como intervir. Mixed-initiative dialog, Guided-discovery learning ou coached
activities.
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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.
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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.
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Scholar, rede
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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
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Scholar, exemplo
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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.
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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.
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Why, exemplo
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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.
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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.
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SOPHIE, exemplo
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WEST, coaching WEST é um jogo baseado sobre a
conquista do west. Ele tem como objetivo de
desenvolver competências em aritmética.
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WEST
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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.
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WEST, exemplo
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Conclusão