Sistema de tutoria inteligente
Um Sistema Tutor Inteligente (STI) é uma ferramenta computacional que oferece instrução e feedback personalizados aos alunos, sem a necessidade de intervenção humana direta, enquanto executa uma tarefa. Esses sistemas aplicam o conceito de 'aprender fazendo' e frequentemente se assemelham a sistemas de inteligência artificial, especialmente sistemas especialistas, projetados para simular as funções de um tutor humano. Embora os STIs tenham surgido no final da década de 1970, sua popularidade e desenvolvimento se intensificaram nos anos 1990.
Pontos-chave
- STIs oferecem instrução personalizada e feedback sem intervenção humana.
- Eles implementam a teoria do 'aprender fazendo'.
- STIs são geralmente projetados como sistemas de inteligência artificial, simulando tutores humanos.
- Surgiram no final dos anos 70 e ganharam popularidade nos anos 90.
- Sua arquitetura envolve módulos para interface, especialista, aluno e tutor.
Um STI é composto por quatro subsistemas principais: o módulo de interface, que permite a interação do aluno com o sistema (muitas vezes através de interfaces gráficas ou simulações); o módulo especialista, que contém o conhecimento e as competências do domínio de ensino (similar a um sistema especialista ou modelo cognitivo); o módulo do aluno, que modela o conhecimento e os comportamentos do estudante, incluindo equívocos e lacunas; e o módulo tutor, que utiliza as informações dos outros módulos para determinar ações corretivas, como feedback ou instruções, baseando-se em um modelo de como um tutor humano agiria.
Para um ensino adaptado e similar ao de um professor humano, a arquitetura de um STI baseia-se em quatro modelos: Modelo do Aluno (características individuais do estudante), Modelo do Tutor (estratégias de ensino adaptadas ao aluno), Modelo do Domínio (conhecimento sobre a matéria, em formatos como regras de produção) e Modelo da Interface (mediação da interação aluno-tutor). As técnicas de Inteligência Artificial (IA) empregadas incluem a Inteligência Artificial Conexionista (IAC), que modela o processamento de informações baseado em neurônios e conexões, e a Inteligência Artificial Simbólica (IAS), que representa o comportamento inteligente humano através de ações.
A construção de um STI é um investimento considerável, mesmo com ferramentas de autoria. Sua aplicação é justificada em situações onde o custo de desenvolvimento é compensado pela redução da necessidade de professores humanos ou pelo aumento significativo da produtividade. Isso inclui o treinamento de grandes grupos simultaneamente ou a necessidade de replicar esforços de tutoria. Exemplos comuns são o treinamento técnico (como para recrutas militares) e o ensino de matemática no ensino médio. STIs foram integrados em currículos de matemática nos EUA, mostrando melhores resultados em exames. Eles também auxiliam no aprendizado de geografia, química, diagnóstico médico, programação, física e genética.
O sistema White Rabbit, desenvolvido na Universidade de Montreal, visa aprimorar a cooperação entre grupos através da análise de conversas. Cada usuário é auxiliado por um agente que cria um perfil de interesse. Agentes com interesses em comum são conectados. Um agente Mediador facilita a comunicação e agrupa perfis para aumentar a cooperação, com base na descoberta de interesses compartilhados pelo grupo.
A conferência Intelligent Tutoring Systems (ITS) tem sido realizada periodicamente em diversas localidades, como Montreal (Canadá), San Antonio (EUA), Biarritz/San Sebastian (França/Espanha), Maceió (Brasil) e Jhongli (Taiwan), com edições comemorativas e futuras planejadas. Paralelamente, a The International Artificial Intelligence in Education (AIED) Society publica o The International Journal of Artificial Intelligence in Education (IJAIED) e organiza a Conferência Internacional sobre Inteligência Artificial em Educação anualmente em anos ímpares. A American Association of Artificial Intelligence (AAAI) também promove simpósios e trabalhos relacionados a STIs, e diversos livros sobre o tema foram publicados.
A criação de sistemas de ensino adaptáveis e eficientes é um foco de pesquisa em ciência da computação. Os STIs são ferramentas importantes para esse objetivo. Para auxiliar na adaptação e personalização do ensino, os STIs podem se basear nos 6 princípios de educação personalizada propostos por Victor Garcia Hoz em 1988.
