Training control centers' operators in incident diagnosis and power restoration using intelligent tutoring systems

The activity of Control Center operators is important to guarantee the effective performance of Power Systems. Operators’ actions are crucial to deal with incidents, especially severe faults like blackouts. In this paper, we present an Intelligent Tutoring approach for training Portuguese Control Center operators in tasks like incident analysis and diagnosis, and service restoration of Power Systems. Intelligent Tutoring System (ITS) approach is used in the training of the operators, having into account context awareness and the unobtrusive integration in the working environment. Several Artificial Intelligence techniques were criteriously used and combined together to obtain an effective Intelligent Tutoring environment, namely Multiagent Systems, Neural Networks, Constraint-based Modeling, Intelligent Planning, Knowledge Representation, Expert Systems, User Modeling, and Intelligent User Interfaces.

An adaptive educational system for higher education

The main objective of an Adaptive System is to adequate its relation with the user (content presentation, navigation, interface, etc.) according to a predefined but updatable model of the user that reflects his objectives, preferences, knowledge and competences [Brusilovsky, 2001], [De Bra, 2004]. For Educational Adaptive Systems, the emphasis is placed on the student knowledge in the domain application and learning style, to allow him to reach the learning objectives proposed for his training [Chepegin, 2004]. In Educational AHS, the User Model (UM), or Student Model, has increased relevance: when the student reaches the objectives of the course, the system must be able to readapt, for example, to his knowledge [Brusilovsky, 2001]. Learning Styles are understood as something that intent to define models of how given person learns. Generally it is understood that each person has a Learning Style different and preferred with the objective of achieving better results. Some case studies have proposed that teachers should assess the learning styles of their students and adapt their classroom and methods to best fit each student's learning style [Kolb, 2005], [Martins, 2008]. The learning process must take into consideration the individual cognitive and emotional parts of the student. In summary each Student is unique so the Student personal progress must be monitored and teaching shoul not be not generalized and repetitive [Jonassen, 1991], [Martins, 2008]. The aim of this paper is to present an Educational Adaptive Hypermedia Tool based on Progressive Assessment.

"Poster yourself": a construção colaborativa e multimédia do conhecimento no Ensino Precoce de Inglês

Mestrado em Ensino Precoce do Inglês

Implementação de um programa de artes plásticas para a promoção da inclusão de alunos com Perturbações do Especto do Autismo

A aprendizagem cooperativa, através da qual os alunos se ajudam no processo de aprendizagem (Argyle, 1991; Balkcom, 1992; Johnson, Johnson, & Holubec, 1994) encontra nas artes plásticas um meio privilegiado de comunicação e estimulação sensorial. Este estudo visa examinar os efeitos da implementação de um programa de atividades cooperativas no âmbito das artes plásticas sobre o processo de inclusão de crianças com Perturbação do Espectro do Autismo (PEA) nas suas turmas de ensino regular, estando sobre análise: (i) o seu envolvimento e satisfação nas atividades dinamizadas; (ii) a interação estabelecida com os pares; (iii) e o apoio/ atitudes dos pares com desenvolvimento típico na relação com os colegas com PEA. Implementado em duas turmas do 1.º Ciclo do Ensino Básico, os efeitos do programa foram estudados, mediante a implementação de um estudo de caso único, tipo AB, com um desenho de múltiplas linhas de base. Para o efeito foram analisados registos de observação de seis crianças com autismo e de seis pares que compunham as díades de trabalho; e da entrevista aos professores das turmas. A socialização e desenvolvimento de atitudes positivas por parte dos alunos com desenvolvimento típico foi também aferida através de uma entrevista dirigida aos próprios. Os resultados são sugestivos de um global aumento da interação, do envolvimento e satisfação dos alunos com PEA – registando-se maior expressão destes indicadores aquando do uso de técnicas de teor mais sensorial (como monotipia, desenho, modelagem). O programa parece ter também promovido comportamentos mais apoiantes por parte dos pares na maximização da participação dos alunos com PEA - parecendo reforçar o reconhecimento das atividades artísticas cooperativas como promotoras de relações de interajuda e de mútuo conhecimento.

A implementação de um programa de tutoria de pares na construção de textos narrativos em alunos do 4.º ano, com e sem Necessidades Adicionais de Suporte

O presente estudo teve como finalidade avaliar a implementação da estratégia de tutoria de pares (TP), em sala de aula, na construção de textos narrativos, em alunos com e sem Necessidades Adicionais de Suporte (NAS). Foi realizado com um grupo de 24 alunos do 4º ano de escolaridade, numa instituição do Porto, Portugal. Desenvolveram-se oito intervenções, sendo a primeira o pré-teste (texto escrito sem a estratégia de TP), a segunda a apresentação da TP e as restantes de implementação da estratégia (intervenção I e II e pós-teste). Os alunos foram agrupados em pares e ambos tiveram os papéis de tutor e de tutorado. As questões que orientaram o estudo foram: Em contexto de sala de aula, a estratégia de tutoria de pares melhora a escrita de textos narrativos?, A estratégia de tutoria de pares promove a inclusão? e A estratégia de tutoria de pares é um instrumento exequível em sala de aula? Os resultados demonstraram que a estratégia é motivadora para os alunos e promove interações positivas entre eles. O aluno Alvo (com NAS) obteve resultados positivos tanto na melhoria da escrita de textos como no aumento do sentido de pertença às atividades da turma. Para além disso, a estratégia mostrou-se exequível em contexto escolar. Compreendemos que as sessões foram escassas para aferir se a estratégia de TP foi eficaz na consistente melhoria da escrita de textos. Torna-se, por isso, importante que mais estudos se realizem neste domínio em Portugal, de modo a consolidar as conclusões desta estratégia.

Possibilidade de desenvolvimento integrado pela expressão musical: Uma experiência no 1º CEB

Desde o primeiro momento, este projeto procurou libertar-se dos cenários tradicionais em que a aprendizagem era encarada como uma atividade solitária e individual; ao longo do processo, cada aluno encontrava-se sozinho perante a tarefa, sob olhar atento do professor (tais posturas eram próprias de uma cultura autoritária e pouco solidária na apropriação do saber). Decorrente dessa vontade de alterar formas de atuação, este projeto assentou os seus pressupostos teóricos na teoria em espiral de Bruner e na teoria das inteligências múltiplas de Gardner. Assim, o aluno é sempre encarado como um ser em desenvolvimento, razão pela qual urge ter uma visão holística e integrada desse desenvolvimento. Como tal, associada a estas teorias aparece a aprendizagem cooperativa e, consequentemente, o conceito de Zona de Desenvolvimento Proximal de Vygotsky e a integração curricular diretamente ligada à metodologia de projeto defendida por autores como Dewey e Kilpatrik, pontos basilares de todo este estudo. Tal como o próprio nome do projeto indica Possibilidades de desenvolvimento integrado pela Expressão Musical: Uma experiência no 1.º CEB, o objetivo principal é investigar as possibilidades de desenvolvimento global do aluno, com a interligação dos vários saberes que lhe permitam construir o seu conhecimento de uma forma integrada, tendo como ponto de partida a expressão musical. Desde a elaboração das planificações, passando pelas atividades desenvolvidas ao longo das aulas, houve sempre a preocupação em promover a participação ativa dos alunos e, como é evidente pelos mapas de conceitos, privilegiar a integração curricular bem como o desenvolvimento global dos alunos. Os dados obtidos através da entrevista efetuada aos alunos e do inquérito final demonstram o reconhecimento, por parte dos alunos, da expressão musical como uma mais3 valia para a sua aprendizagem nas diversas disciplinas, bem como a sua preferência pelo trabalho cooperativo.

Relatório de estágio

O presente relatório foi desenvolvido no âmbito de Prática Pedagógica Supervisionada no 1ºCiclo do Ensino Básico, Unidade Curricular do Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1ºCiclo do Ensino Básico, na Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico do Porto. Assim sendo, diz respeito à intervenção da mestranda numa turma de 4ºano do 1ºCiclo do Ensino Básico, numa instituição de ensino público, na zona metropolitana do Porto. A Unidade Curricular em questão, de cariz teórico-prático, permitiu mobilizar pressupostos teóricos fundamentais para o desenvolvimento da prática pedagógica, dando a conhecer as competências desejáveis do profissional de ensino. A metodologia utilizada ao longo do percurso da mestranda assentou na vertente da investigação e ação, pelo que envolve um conjunto de etapas que permitem a melhoria das práticas e, consequentemente, do desenvolvimento profissional e da aprendizagem dos alunos. O relatório espelha todo o processo formativo, destacando conceções teóricas e legais e o contexto da prática, evidenciando, de forma crítica e reflexiva, momentos do estágio que marcaram o desenvolvimento profissional e pessoal da futura professora. Destaca-se a valorização do aluno como indivíduo único, repleto de características que o caracterizam, bem como do processo de ensino-aprendizagem, pelo que se utilizaram metodologias socioconstrutivistas e recursos diversificados com vista à aprendizagem de sucesso. Deste modo, realça-se que este mestrado contribuiu para o desenvolvimento de competências essenciais no que concerne à profissão docente, sendo que a vivência de situações concretas permitiram a construção fundamentada do pensamento crítico e de um conjunto de saberes científicos, pedagógicos e didáticos da mestranda.

Relatório de estágio de qualificação profissional

Relatório EPE - Relatório de estágio em Educação Pré-Escolar: Resultante de um protocolo entre a Escola Superior de Educação do Porto e a Escola Básica das Antas, a prática pedagógica supervisionada refletida no presente relatório foi desenvolvida no Jardim de Infância desta instituição. Tendo como principal objetivo o desenvolvimento de competências profissionais para a Educação Pré-Escolar, a unidade curricular de prática pedagógica supervisionada coloca o estudante num contexto real de aprendizagem, no qual terá de desenvolver saberes próprios da profissão, construindo uma atitude reflexiva e investigativa apoiada em pressupostos teóricos relevantes para a sua formação. Neste sentido, o relatório de estágio de qualificação profissional é um instrumento que surge como resultado de todo o trabalho desenvolvido ao longo da prática pedagógica supervisionada pelos estudantes em formação. Este reflete não só algumas das estratégias desenvolvidas pela estudante ao longo do seu estágio profissional, mas integra também um conjunto de reflexões, quer individuais quer realizadas em cooperação com outros intervenientes no processo de formação. Este relatório reflete a metodologia de investigação-ação pela qual a estudante enveredou. Esta metodologia permitia à mestranda ter em conta os constrangimentos que surgiam das suas práticas para, posteriormente, através de reflexões sustentadas em pressupostos teóricos pertinentes, conseguir ultrapassá-los e consequentemente melhorar as suas intervenções. Em suma, neste documento a estudante revela as transformações que decorreram quer da análise das suas estratégias pedagógicas, quer das suas competências enquanto futura profissional de educação que permitiram enriquecer a sua formação.

Information and communication technologies in education – a web-based intelligent tutoring system on teaching and learning electrical project

Electrical activity is extremely broad and distinct, requiring by one hand, a deep knowledge on rules, regulations, materials, equipments, technical solutions and technologies and assistance in several areas, as electrical equipment, telecommunications, security and efficiency and rational use of energy, on the other hand, also requires other skills, depending on the specific projects to be implemented, being this knowledge a characteristic that belongs to the professionals with relevant experience, in terms of complexity and specific projects that were made.

A web-based intelligent tutoring system on teaching and learning electrical project

The Information and Communication Technology (ICT) provide new strategies for disseminating information and new communication models in order to change attitudes and human behaviour concerning to education. Nowadays the internet is crucial as a means of communication and information sharing. To education or tutorship will be required to use ICT, supported on the internet, to establish the communication of teacher-student and student-student, disseminating the content of the subjects, and as a way of teaching and learning process. This paper presents an intelligent tutor that aims to be a tool to support teaching and learning in the field of the electrical engineering project.

Massive Open Online Course management: learning science and engineering through peer-reviewed projects

Massive Open Online Courses (MOOC) are gaining prominence in transversal teaching-learning strategies. However, there are many issues still debated, namely assessment, recognized largely as a cornerstone in Education. The large number of students involved requires a redefinition of strategies that often use approaches based on tasks or challenging projects. In these conditions and due to this approach, assessment is made through peer-reviewed assignments and quizzes online. The peer-reviewed assignments are often based upon sample answers or topics, which guide the student in the task of evaluating peers. This chapter analyzes the grading and evaluation in MOOCs, especially in science and engineering courses, within the context of education and grading methodologies and discusses possible perspectives to pursue grading quality in massive e-learning courses.

Peer Instruction method in introductory math courses

Learning is not a spectator’s sport. Students do not learn much by just sitting in class listening their teachers, memorizing pre-packaged assignments and spitting out answers. The teaching-learning process has been a constant target of studies, particularly in Higher Education, in consequence of the annual increase of new students. The concern with maintaining a desired quality level in the training of these students, conjugated with the will to widen the access to all of those who finish Secondary School Education, has triggered a greater intervention from the education specialists, in partnership with the teachers of all Higher Education areas, in the analysis of this problem. Considering the particular case of Engineering, it has been witnessed a rising concern with the active learning strategies and forms of assessment. Research has demonstrated that students learn more if they are actively engaged with the material they are studying. In this presentation we describe, present and discuss the techniques and the results of Peer Instruction method in an introductory Calculus courses of an Engineering Bach

Introduction to the special issue on real world applications of intelligent tutoring systems

The idea behind creating this special issue on real world applications of intelligent tutoring systems was to bring together in a single publication some of the most important examples of success in the use of ITS technology. This will serve as a reference to all researchers working in the area. It will also be an important resource for the industry, showing the maturity of ITS technology and creating an atmosphere for funding new ITS projects. Simultaneously, it will be valuable to academic groups, motivating students for new ideas of ITS and promoting new academic research work in the area.

Sistema de recomendação para plataformas de e-learning

O aumento do número de recursos digitais disponíveis dificulta a tarefa de pesquisa dos recursos mais relevantes, no sentido de se obter o que é mais relevante. Assim sendo, um novo tipo de ferramentas, capaz de recomendar os recursos mais apropriados às necessidades do utilizador, torna-se cada vez mais necessário. O objetivo deste trabalho de I&D é o de implementar um módulo de recomendação inteligente para plataformas de e-learning. As recomendações baseiam-se, por um lado, no perfil do utilizador durante o processo de formação e, por outro lado, nos pedidos efetuados pelo utilizador, através de pesquisas [Tavares, Faria e Martins, 2012]. O e-learning 3.0 é um projeto QREN desenvolvido por um conjunto de organizações e tem com objetivo principal implementar uma plataforma de e-learning. Este trabalho encontra-se inserido no projeto e-learning 3.0 e consiste no desenvolvimento de um módulo de recomendação inteligente (MRI). O MRI utiliza diferentes técnicas de recomendação já aplicadas noutros sistemas de recomendação. Estas técnicas são utilizadas para criar um sistema de recomendação híbrido direcionado para a plataforma de e-learning. Para representar a informação relevante, sobre cada utilizador, foi construído um modelo de utilizador. Toda a informação necessária para efetuar a recomendação será representada no modelo do utilizador, sendo este modelo atualizado sempre que necessário. Os dados existentes no modelo de utilizador serão utilizados para personalizar as recomendações produzidas. As recomendações estão divididas em dois tipos, a formal e a não formal. Na recomendação formal o objetivo é fazer sugestões relacionadas a um curso específico. Na recomendação não-formal, o objetivo é fazer sugestões mais abrangentes onde as recomendações não estão associadas a nenhum curso. O sistema proposto é capaz de sugerir recursos de aprendizagem, com base no perfil do utilizador, através da combinação de técnicas de similaridade de palavras, um algoritmo de clustering e técnicas de filtragem [Tavares, Faria e Martins, 2012].

Remote experimentation network - yielding an inter-university peer-to-peer e-service

The goal of this paper is to discuss the benefits and challenges of yielding an inter-continental network of remote laboratories supported and used by both European and Latin American Institutions of Higher Education. Since remote experimentation, understood as the ability to carry out real-world experiments through a simple Web browser, is already a proven solution for the educational community as a supplement to on-site practical lab work (and in some cases, namely for distance learning courses, a replacement to that work), the purpose is not to discuss its technical, pedagogical, or economical strengths, but rather to raise and try to answer some questions about the underlying benefits and challenges of establishing a peer-to-peer network of remote labs. Ultimately, we regard such a network as a constructive mechanism to help students gain the working and social skills often valued by multinational/global companies, while also providing awareness of local cultural aspects.