Javal: modelo de ambiente de avaliação remota multiagente baseada em tutores embarcados

Trata o presente objeto de pesquisa da proposta de desenvolvimento de um modelo de ambiente de avaliação remota para Ensino à Distância, baseado no paradigma de Orientação a Objetos e elaborado com base na tecnologia de sistemas multiagentes. Para a validação do modelo, foi desenvolvido um protótipo denominado Javal, capaz de permitir a aplicação e monitoração da realização de avaliações e testes à distância. As soluções comerciais disponíveis no mercado, como Question Mark Perception, Aula Net e WebCT possuem código fechado e custo elevado, além de serem baseadas em soluções proprietárias (QML - Question Mark, ASP - Microsoft, etc.), necessitando de plataforma específica para instalação de servidores e clientes. Quanto ao aspecto funcional, estas ferramentas possuem a base de sua lógica de funcionamento em execução de scripts no servidor. Para cada item de uma avaliação a ser respondido, torna-se necessária a efetivação de uma nova conexão. O modelo proposto traz toda a funcionalidade do sistema para o ambiente do aluno, tornando necessária apenas uma conexão para a busca da avaliação e outra para o envio dos resultados, reduzindo o tráfego na rede. Quanto ao aspecto pedagógico, estas ferramentas limitam-se apenas a apresentar uma avaliação somativa do aluno, geração de graus e estatísticas, não se preocupando em monitorar seus aspectos comportamentais, capazes de apontar indícios de possíveis falhas no aprendizado ou na elaboração da avaliação. A proposta do modelo é da apresentação de um ambiente orientado a objetos, capaz de distribuir elementos representativos das avaliações existentes no modelo tradicional de ensino, incorporando recursos capazes de possibilitar a monitoração de aspectos comportamentais do aluno, pelo emprego de agentes monitores ou tutores, que podem acompanhar o aluno e auxiliá-lo em situações de dificuldade. O modelo proposto por este trabalho envolve as avaliações formativas e somativas, aplicadas de forma assíncrona e individual. Como sugestão para trabalhos futuros, o modelo propõe o desenvolvimento de classes capazes de implementar a aplicação de avaliações síncronas e em grupo. A validação do modelo proposto foi realizado através do desenvolvimento de um protótipo que, com base no desenvolvimento de uma API Javal específica, implementa os principais tipos de questões disponíveis no sistema de ensino tradicional, além de agentes tutores de avaliação.

Em direção a agentes pedagógicos com dimensões afetivas

O contexto desta tese é a Inteligência Artificial aplicada à Educação, especificamente a área dos Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Apesar das características multidisciplinares e interdisciplinares, a preocupação maior do trabalho se dá quanto aos aspectos computacionais. A multidisciplinaridade está na relação entre os aspectos educacionais, filosóficos e psicológicos inerentes a toda construção de um software educacional, e a interdisciplinaridade acontece no relacionamento da IA com a Informática na Educação. Esta tese propõe o uso de aspectos afetivos como apoio à decisão de ação por parte de um STI. As nossas hipóteses fundamentais são: um sistema de ensino e aprendizagem computacional deve levar em consideração fatores afetivos tornando mais flexível a interação; e a arquitetura de um sistema computacional de interação em tempo real com agentes humanos deve prever explicitamente, em sua arquitetura básica, as crenças e o raciocínio afetivos. Para demonstrar essas idéias, foi definida uma arquitetura para apoiar um STI de modo a reconhecer alguns fatores afetivos, representativos de estratégias de ação de agentes humanos em interação com sistemas. Esse reconhecimento é realizado através de construções retiradas dos comportamentos observáveis do agente humano em contextos determinados. A arquitetura prevê um Sistema Multiagente para executar a percepção de fatores afetivos e da conduta do aluno em interação e de um agente pedagógico, representando o tutor. O agente tutor é modelado através de estados mentais e é responsável pelo raciocínio de alto nível. O modelo computacional de agentes de Móra [MÓR2000] foi utilizado para implementar o “kernel cognitivo” (termo cunhado por Móra e Giraffa [GIR99] que designa a parte responsável pela deliberação). O “kernel cognitivo” decide que ações tomar para um conjunto de características de uma avaliação pedagógica. A utilização de fatores afetivos e da avaliação cognitiva de situações emocionais permite a flexibilização das estratégias quanto à adaptabilidade a agentes humanos. Particularmente, foi adotado o enfoque cognitivo para análise de situações, baseado em teorias cognitivistas sobre emoções. O uso de tecnologia multiagente, no enfoque mentalístico, especificamente BDI (Belief, Desire, Intention) e da ferramenta X-BDI, permite a formalização e construção de um tutor atuante na avaliação pedagógica. A modelagem do aluno passa a ser constituída de aspectos qualitativos e quantitativos. Estudos de casos são apresentados, em situações que consideram os fatores afetivos e nas mesmas situações sem estas considerações. As decisões do tutor para agir são analisadas e confrontadas. Os resultados mostram um impacto positivo na adaptabilidade e ação pedagógica do tutor, sendo coerente com as teorias modernas [SAL97],[DAM2000] sobre as emoções que as consideram partes fundamentais para agir. A maior contribuição desta tese está na agregação de raciocínio sobre a afetividade envolvida em situações de ensino aprendizagem de agentes humanos e artificiais e avança dentro da perspectiva de pesquisa do grupo de IA da UFRGS, quanto ao desenvolvimento de Ambientes de Ensino e Aprendizagem modelados com tecnologia multiagente, com o uso da metáfora de estados mentais.

Concepção e implementação de um agente semiótico como parte de um modelo social de aprendizagem a distância

Esta dissertação situa-se no projeto de pesquisa intitulado "Um Modelo Computacional de Aprendizagem a Distância Baseada na Concepção Sócio- Interacionista". Este projeto se enquadra na visão de aprendizagem situada, isto é, na concepção de cognição como uma prática social baseada na utilização de linguagem, símbolos e signos. O objetivo é a construção de um ambiente de Educação a Distância, implementado como um sistema multiagente composto por agentes artificiais e agentes humanos, inspirando-se na teoria sócio-interacionista de Vygotsky. Nesta sociedade, todos os personagens (aprendizes e agentes artificiais) são modelados como agentes sociais integrados em um ambiente de ensino-aprendizagem. A arquitetura deste sistema é formada pelos seguintes agentes artificiais: agente diagnóstico, agente mediador, agente colaborativo, agente semiótico e agente social. Os agentes humanos que interagem com o sistema desempenham o papel de tutores, aprendizes ou ambos. Esta dissertação visa à concepção e à implementação de um dos agentes desta arquitetura: o agente semiótico. Esta concepção foi baseada na Engenharia Semiótica, em particular para a apresentação do material instrucional utilizado no processo de ensinoaprendizagem.

A interação entre professor/tutor e aluno nas modalidades presencial e a distância do curso IPGN-SEBRAE

O presente trabalho trata da influência da Internet como tecnologia que está transformando a forma como as pessoas se relacionam, indo influenciar decisivamente nos modelos de ensino-aprendizagem. O trabalho pretende contribuir com o SEBRAE (Serviço de Apoio às micro e pequenas empresas) na avaliação de um de seus programas de Educação a Distância: o curso Iniciando Um Pequeno Grande Negócio – IPGN para conhecer como é feita a interação entre professores e tutores e alunos, considerando as duas modalidades distintas do curso, a presencial e a distância. Desta forma, este trabalho tem o objetivo geral de identificar a percepção de professores e tutores quanto ao processo de interação com alunos do curso IPGN e auxiliar na apresentação de alguns fatores que vão atuar na motivação e na retenção do alunos do referido curso. Para isso, foram realizadas entrevistas com seis tutores virtuais contratados para prestar consultoria a distância aos alunos inscritos e com seis professores que ministram as aulas do mesmo curso no modelo presencial.

Modalidade de ensino a distância : curso ou navegação?

Esta pesquisa teve como objetivo geral analisar a racionalidade que em-basa a formação de professores através de EaD, através de descrição de prática, nos cursos de formação de professores oferecidos a distância de uma instituição privada de ensino superior. Como objetivos específicos pretende identificar na rela-ção tutor aluno a racionalidade: prática ou técnica; relacionar dificuldades e/ ou faci-lidades no processo de transposição didático-metodológica no ambiente virtual en-tre tutor/aluno, frente à proposta da racionalidade prática. O trabalho foi desenvolvi-do no modelo qualitativo de investigação, como estudo de caso. Foram entrevista-dos 10 tutores que utilizam o ambiente virtual na modalidade à distância de uma instituição superior privada. A fundamentação teórica foi referenciada em Popke-witz, na análise da Reforma Educacional, e Boaventura Santos, com contribuições quanto à politização da tecnologia. Também contamos com Alarcão, Prestes, Brze-zinski e Namo de Mello, que tratam das possibilidades e perplexidades na formação de profissionais da educação a partir da LDB (Lei 9.394/96). Também com os estu-dos das novas tecnologias, como Macedo, Sancho, Lévy, Lemos, Palloff, Pratt, Ala-va, Preti, Pellanda e Lithwin. Dessa forma, a pesquisa dirige-se para um novo olhar sobre os processos semi-presenciais do ensinar e do aprender no contexto das tec-nologias digitais. O estudo sinalizou que o EaD ainda carece de atenção especial, em várias questões no processo educativo, entre elas, tempo de alunos e tutores e capacitação tecnológica. Assim, busca-se contribuir para a reflexão sobre essa te-mática tão contemporânea. Nessa perspectiva, o estudo não pretende se esgotar e sim, obter subsídios para futuros debates.

Modelo de adaptação de ensino utilizando agentes pedagógicos

A Inteligência Artificial é uma área da computação onde se está constantemente desenvolvendo pesquisas em software educacionais, principalmente os Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Esses sistemas têm a capacidade de se adaptarem às particularidades de cada aluno, proporcionando assim, ambientes que facilitam a aprendizagem do usuário. Recentemente foi incorporada a tecnologia de agentes na modelagem do STI e nos ambientes educacionais na Internet. Estes agentes são denominados pedagógicos quando estão ligados a um ambiente onde existe uma sociedade de agentes que compõem um sistema de ensino-aprendizagem. Este texto apresenta um modelo de adaptação para ambientes genéricos de ensino, composto por agentes pedagógicos. A proposta é baseada em estudos relacionados com sistemas hipermídia adaptativos, sistemas tutores inteligentes, sistemas multiagentes e agentes pedagógicos. Inicialmente, o texto descreve o modelo. Logo após, é apresentada a implementação dos agentes os quais tem como tarefa prover a adaptação do ensino, sendo responsáveis em fornecer o caminho mais efetivo para a aprendizagem do aluno. Os agentes do modelo são denominados Agente Tutor, Agente Perfil e Agente de Comunicação. A realização da adaptação da instrução às características individuais do aprendiz implica o sistema conhecer: os padrões cognitivos de aprendizagem do aluno, traduzidos como estilos de aprendizagem e as suas implicações pedagógicas; e a modelagem das características do aprendiz: nível de conhecimento, metas, experiência e preferências do aprendiz. Finalmente, o texto descreve um estudo de caso, onde o modelo proposto foi integrado num ambiente de aprendizagem, e validado numa disciplina virtual a fim de avaliação de seus objetivos.

Ação docente, formação continuada e inclusão escolar

A investigação da temática ação docente, formação continuada e inclusão escolar teve como objeto a busca de compreensão das relações entre a formação continuada e um plano geral de ação – projeto político-pedagógico – em um sistema de ensino, além de focalizar e analisar as singularidades necessárias a propostas de formação que se associem à educação inclusiva. O cenário específico investigado foi uma experiência com a formação interativa individualizada, vivida sob a forma de cursos de formação continuada para educadores da Rede Municipal de Ensino de Porto Alegre/RS. Nesse sentido, foram analisados os registros dessa experiência de formação que envolveu 37 escolas e 133 docentes. As questões que orientaram a investigação deram prioridade à análise dos processos vividos nestes cursos, à consideração da complexidade que caracterizou as influências mútuas entre a formação continuada de educadores e o desenvolvimento dos processos inclusivos na referida Rede de Ensino, aos aspectos que constituem o continuun entre a formação continuada e as políticas educacionais, e à identificação das especificidades da formação interativa individualizada como dispositivo de formação continuada. O universo teórico que deu suporte à investigação foi a articulação entre o pensamento sistêmico e a pedagogia institucional, tendo-se caracterizado a educação e os processos formativos a partir de uma perspectiva transdisciplinar. Esta perspectiva valorizou o aspecto associado à inovação, tanto no que se refere à ação criadora por parte dos sujeitos em processos formativos, quanto ao que se refere à pluralidade temática para a compreensão das relações que constituem a complexidade dos fenômenos ligados à mudança da prática pedagógica e às políticas públicas educacionais em um contexto de educação inclusiva. No plano metodológico, a investigação orientou-se pelos pressupostos da pesquisa qualitativa em educação, caracterizados pela consideração da implicação dos sujeitos envolvidos, pela valorização dos significados pessoais atribuídos às análises e pela diversidade de instrumentos. A análise dos documentos relativos ao curso envolveu os relatórios elaborados pelos docentes em formação, os diários de campo dos tutores que acompanharam a experiência e os materiais resultantes do trabalho desenvolvido nas escolas. Houve, também, a realização de entrevistas semi-estruturadas com docentes participantes e gestores, as quais foram relevantes para o desenvolvimento da investigação, na busca dos possíveis desdobramentos posteriores à experiência formativa Foram entrevistados 14 professores e quatro gestores. O presente estudo caracterizou ambigüidades presentes nas ações dos gestores e docentes relativamente aos processos inclusivos que se constituem no movimento de ressignificação das escolas comuns e especiais, de modo concomitante às ações que visam à inclusão escolar; e identificou movimentos de continuidades, descontinuidades e/ou e rupturas que constituem o continuum na formação continuada dos docentes e na relação desta com as políticas públicas educacionais. Identificou, ainda, que a formação interativa individualizada tornou-se uma experiência de formação e uma oportunidade de investigação, pois, ativou movimentos de mudanças operados pelos sujeitos de modo associado à análise da inserção destes em seus contextos, implicando-os com ações posteriores. A modalidade semi-presencial e a estrutura teórico-prática desta proposta favoreceram: o desenvolvimento de uma postura participativa; a emergência de uma percepção qualitativamente diferenciada em relação aos objetivos mais amplos da educação inclusiva para os envolvidos; e as análises, no sentido de considerar a contextualização dos processos formativos, ampliando a complexidade das compreensões. Tais especificidades permitem considerar que esta é uma proposta de formação voltada para a educabilidade dos sujeitos, de modo articulado com seu contexto de trabalho, que proporcionou ampliar a conscientização sobre os processos instituídos e instituintes, tornando-se um espaço de sistematização das próprias reflexões e de ativação de um processo de criação de oportunidades para ampliar o próprio trabalho e as relações de colaboração com os colegas.

Avaliação crítica de uma experiência de uso de um ambiente virtual de ensino

Com os ambientes de suporte à Educação a Distância baseados na Internet foram introduzidas novas possibilidades à educação. Ambientes de Educação a Distância possuem ferramentas de comunicação projetadas para facilitarem tanto a interação como a sua análise. Diversas inovações tecnológicas foram desenvolvidas ao longo dos anos e estão sendo incorporadas ao processo educacional. Porém os benefícios, trazidos pela tecnologia, dependerão da forma na qual os ambientes forem construídos e utilizados. Com este cenário em mente, a importância da escolha do ambiente virtual de ensino a ser utilizado é fundamental. Desta forma, o presente trabalho introduz o embasamento teórico dos diversos aspectos da Educação a Distância, com o uso de novas tecnologias, como a internet. Pesquisa vários ambientes virtuais de ensino, fazendo um levantamento sobre suas funcionalidades e características. Também serão apresentadas as funcionalidades desejáveis para apoiar o professor, o aluno e o administrador do sistema no uso do ambiente, em relação a ferramentas para construção e manutenção do curso e ferramentas para interação entre seus participantes. Em seguida, relata uma experiência de uso de alguns dos ambientes virtuais de ensino pesquisados, gerando uma comparação entre os mesmos, onde procura destacar as funcionalidades dos ambientes no que diz respeito às suas ferramentas de interação, classificando as metodologias e funções utilizadas.

Capturando aspectos da auto-eficácia do aluno através de um agente inteligente

Esta tese está inserida no trabalho desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa de Inteligência Artificial (GIA) da UFRGS, sob a orientação da Professora. Dra. Rosa Maria Vicari e situa-se na área da Inteligência Artificial, com aplicações na Educação a Distância. As principais áreas onde este trabalho de Pesquisa se situa são: Sistemas Tutores Inteligentes, Sistemas Multiagente e Psicologia Social Cognitiva. Dentro desse contexto, o objetivo principal desta pesquisa é a modelagem computacional de aspectos da auto-eficácia de alunos realizando cursos on-line, tomando-se por base o trabalho de Bandura, cuja natureza engloba a cognição e afetividade. Este autor define como Auto-Eficácia "a crença do indivíduo sobre as suas capacidades de exercer controle sobre acontecimentos que afetam a sua vida" e “a crença nas suas capacidades para mobilizar motivação, recursos cognitivos e implementar ações que lhe permitam exercer controle sobre tarefas exigidas". Esta tese propõe um agente capaz de perceber e monitorar os aspectos da autoeficácia do aluno, denominado agente Mediador da Auto-Eficácia (MAE), e prover o modelo do aluno com esta nova variável. O senso de auto-eficácia consiste em crenças, que são processos cognitivos do indivíduo sobre suas capacidades. É em função das crenças de auto-eficácia que ocorrerão as escolhas, a direção e a persistência nos comportamentos de aprendizagem por parte do aluno. Nesse contexto, acredita-se que o desenvolvimento do senso de auto-eficácia do aluno poderá lhe conferir a força motivacional para elaborar sua aprendizagem. O agente MAE monitora o comportamento do aluno através de uma máquina de inferência fuzzy das relações entre as variáveis esforço, persistência e desempenho e aciona um sistema de feedback através do agente pedagógico animado (PAT). O feedback realizado pelo agente pedagógico animado apresenta ao aluno comportamentos verbais e físicos afetivos. O agente MAE está inserido no ambiente InteliWeb, que oferece um material instrucional de Biociências e foi implementado com Servlets e páginas JSP. A maior contribuição desta tese está na agregação de aspectos da auto-eficácia no modelo de aluno envolvido em situações de ensino aprendizagem de alunos, avançando dentro da perspectiva de pesquisa do GIA, assim como o desenvolvimento do InteliWeb com a inserção do agente MAE e sua máquina de inferência fuzzy.