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Sistemas Tutores Inteligentes (STI) são programas de software que dão suporte às atividades de aprendizagem usando técnicas de inteligência artificial (Gamboa e Fred,2001;Wenger,1987). Esses sistemas ao longo dos anos tem desenvolvido arquiteturas e aplicações que automatizam o processo de planejamento instrucional mediante a manipulação automática das interações instrucionais que especificam o que deve ser feito para ensinar.

A seguir são apresentados o modelo de sistemas tutores inteligentes; a representação das tarefas e métodos instrucionais; e os tipos de métodos instrucionais.

18 REFERENCIAL TEÓRICO 2.3 2.3.1 Modelo clássico dos sistemas tutores inteligentes

Nos sistemas de tutores inteligentes, usando as técnicas de planejamento em IA, se obtêm um plano de ações que definem o sequenciamento de recursos adaptado aos estudantes. Para realizar a tarefa, os STIs devem possuir conhecimento de vários aspetos do processo de ensino- aprendizagem como conhecimentos do domínio a ser ensinado, da informação do estudante, da pedagogia e da comunicação (Woolf,2008).

Figura 2.12: Modelo clássico de sistemas tutores inteligentes

O modelo clássico dos STIs (Kaplan e Rock,1995) mostrado na Figura2.12é composto de um modelo de domínio a ser ensinado, um modelo de estudante, um modelo pedagógico e uma interface.

Modelo de domínio a ser ensinado. Contém a representação do conteúdo instrucional usando recursos instrucionais (atividades, exercícios, exemplos etc.) a serem utilizados durante o processo de ensino-aprendizagem.

Modelo de estudante. Contém a representação de características dos estudantes, abrangendo informação do conhecimento do estudante sobre o domínio a ser ensinado, histórico e preferências.

Modelo pedagógico. Contém a representação das estratégias pedagógicas a serem empregadas no processo de ensino-aprendizagem.

Interface. Contém a representação das interações instrucionais que definem a comunicação dos STIs com o estudante. Em planejamento instrucional, o modelo de interface consiste em um conjunto de funções fornecido pelo mecanismo de execução ou mecanismo de adaptação do AVA em que é executado o plano de interação (Brusilovsky e Vassileva,2003).

2.3.2 Tarefas e métodos instrucionais

SegundoVan Marcke(1998) eVassileva(1998), as estratégias pedagógicas são representadas no modelo pedagógico como um conjunto de tarefas e métodos instrucionais. As tarefas instru- cionais são atividades de diferentes níveis de granularidade a serem efetuadas por um instrutor durante o processo de ensino-aprendizagem, enquanto os métodos instrucionais definem as vá- rias maneiras como a tarefa deve ser efetuada. Consequentemente, a tarefa descreve um objetivo pedagógico e o método descreve como atingir esse objetivo.

Os métodos e tarefas instrucionais podem ser empregados em diferentes contextos com di- ferentes elementos de domínio a ser ensinado e diferentes estudantes. No entanto, nem sempre as circunstancias do contexto são as apropriadas para aplicar um método, assim os métodos são associados a diferentes condições que definem a aplicabilidade de cada método. Dessa maneira, uma tarefa é associada a diferentes métodos, representando a característica de um projetista humano com diferentes alternativas para resolver a mesma tarefa.

A Figura 2.13 mostra a representação gráfica da tarefa instrucional “remediar-exercício” e dos métodos instrucionais associados à tarefa. A tarefa apresenta três métodos associados que decompõe a tarefa em: (1) “explicar” e “dar-solução”; (2) “explicar”, “dar-subexercícios” e “repetir”; e (3) “dar-dica”, “repetir” e verificar.

remediar-exercício

existe sugestão?

pouco motivado? (+ aplicab.) dar-dica-repetir-verificar

explicar dar-solução dar-subexercícios dar-dica repetir verificar Tarefas

Métodos Ações

Figura 2.13: Tarefa instrucional remediar-exercício e métodos instrucionais associados

Van Marcke(1998) identifica três tipos de condições: absolutas, relativas e de preferência. As condições absolutas devem necessariamente ser satisfeitas para que o método possa ser aplicado. Por exemplo, o método “dar-dica-repetir-verificar” associado à tarefa remediar (Figura 2.13) apresenta como condição absoluta a existência de uma sugestão para o exercício. As condições relativas e de preferência são condições não necessárias que aumentam ou diminuem a aplicabi- lidade de um método quando são satisfeitas. Por exemplo, o método apresentado anteriormente tem uma condição relativa que incrementa a aplicabilidade, se o estudante está pouco motivado. 2.3.3 Tipos de métodos instrucionais

De acordo com Van Marcke (1998), os métodos de planejamento instrucional podem ser de quatro tipos: métodos de decomposição, métodos de decomposição repetitiva, métodos de decomposição distributiva e métodos de execução.

Os métodos de decomposição e métodos de decomposição repetitiva decompõem uma tarefa instrucional em um conjunto de subtarefas, o primeiro método efetua a decomposição da ta- refa apenas uma vez, enquanto o segundo método efetua a decomposição da tarefa várias vezes. Como exemplo, o método de decomposição “esclarecer por analogia” decompõe a tarefa “escla- recer conceito” em duas subtarefas “apresentar analogia” e “demostrar analogia” (Figura2.14a). Enquanto, o método de decomposição repetitiva “método completo” decompõe a tarefa “demons- trar analogia” nas tarefas “demonstrar relações” e “demonstrar analogia” (Figura2.14b)

20 REFERENCIAL TEÓRICO 2.3

esclarecer conceito

esclarecer por analogia

apresentar analogia demonstrar analogia

(a) método de decomposição

demonstrar analogia

método básica método completo

descrever analogia demonstrar relações demonstrar analogia

(b) método de decomposição repetitiva

Figura 2.14: Exemplos do métodos decomposição e decomposição repetitiva

Os métodos de decomposição distributiva de tarefas decompõe a tarefa instrucional em um número idêntico de subtarefas, na que cada uma opera sob um elemento de uma sequência. Por exemplo, o método “dar exercício para cada subproblema” mostrado na Figura 2.15 decompõe a tarefa “apresentar exercício” nas subtarefas “apresentar exercício” para cada subproblema pi.

apresentar exercício

dar exercício para cada subproblema

apresentar exercício p1 apresentar exercício p2

...

apresentar exercício pn

Figura 2.15: Exemplo do método de decomposição distributiva

Os métodos de execução são métodos que efetuam a decomposição de uma tarefa instrucional em ações instrucionais que não podem ser decompostas. A Figura 2.16 mostra o método de execução “dar-dica-repetir-verificar” que decompõe a tarefa “remediar-exercicio” nas ações “dar- dica”, “repetir” e “verificar”.

remediar-exercício

dar-dica-repetir-verificar

dar-dica repetir verificar