Henrique M. Seffrin

Rule-based expert systems to support step-by-step guidance in algebraic problem solving: The case of the tutor PAT2Math

In order for an Intelligent Tutoring System (ITS) to correct students’ exercises, it must know how to solve the same type of problems that students do and the related knowledge components. It can, thereby, compare the desirable solution with the student’s answer. This task can be accomplished by an expert system. However, it has some drawbacks, such as an exponential complexity time, which impairs the desirable real-time response. In this paper we describe the expert system (ES) module of an Algebra ITS, called PAT2Math. The ES is responsible for correcting student steps and modeling student knowledge components during equations problem solving. Another important function of this module is to demonstrate to students how to solve a problem. In this paper, we focus mainly on the implementation of this module as a rule-based expert system. We also describe how we reduced the complexity of this module from O(nd) to O(d), where n is the number of rules in the knowledge base, by implementing some meta-rules that aim at inferring the operations students applied in order to produce a step. We evaluated our approach through a user study with forty-three seventh grade students. The students who interacted with our tool showed statistically higher scores on equation solving tests, after solving algebra exercises with PAT2Math during an approximately two-hour session, than students who solved the same exercises using only paper and pencil.

Resolvendo equações algébricas no STI PAT2Math

Este artigo discute a colaboracao entre estudantes na internet e a troca de conhecimento por meio desse canal de comunicacao. Propoe uma metodologia que visa potencializar as relacoes entre os usuarios de uma rede educacional situada num contexto especifico. Tal metodo tem como fundamento as teorias do contexto e a analise de redes sociais (ARS), para promover um mapeamento das redes estudadas.Refletir sobre curriculo escolar formal e comunidades de aprendizagem como metafora das TIC dinamizam os caminhos empiricos, construcoes criticas e aprofundamento da difusao do conhecimento como parte do processo de humanizacao/ tecnologizacao do homem. Oriundos de processos e movimentos contemporâneos, a consolidacao de ambientes computacionais nas escolas potencializa a construcao do conhecimento e a socializacao de praticas pedagogicas inovadoras. Esta investigacao assume as situacoes especificas curriculares, procura descobrir o que existe de mais essencial e caracteristico, partindo do conhecimento de curriculo e suas bases teoricas tradicionais, para a construcao da discussao sobre um curriculo em rede associada a instrumentalizacao das comunidades de aprendizagem.O sistema Moodle constitui-se atualmente numa das mais importantes ferramentas de apoio a cursos na Web. Apesar disto, seu modelo apresenta algumas deficiencias para uma estruturacao hierarquica e compartilhamento de materiais digitais entre disciplinas e turmas do seu ambiente virtual. Este artigo apresenta um estudo sobre a arquitetura central do Moodle, propondo a definicao de um novo nucleo, visando o aprimoramento destas caracteristicas.Estudo descritivo, qualitativo, com estudantes da 3a serie de Graduacao em Enfermagem de uma Universidade Publica de Sao Paulo, SP. Os participantes construiram Mapas Conceituais, por meio do software Cmap Tools®. Os dados foram coletados em um Grupo Focal e todos os sujeitos indicaram que o uso do software facilita e garante a organizacao, visualizacao e correlacao dos dados, porem houve dificuldades iniciais relacionadas ao manejo das ferramentas. Conclui-se, que o software Cmap Tools® favoreceu a construcao dos MC por seus recursos de formatacao, porem estrategias de orientacao deveriam ser implantadas. Como resultado, desenvolveu-se um manual para o uso do software Cmap Tool® em video Podcasting.Ha poucas iniciativas com respeito aos ambientes de virtuais para a divulgacao de materiais curriculares sobre modelagem matematica. Esses ambientes oferecem acesso as praticas pedagogicas em modelagem. Este trabalho apresenta um sistema Web para hospedar atividades de modelagem e materiais multimidia para descrever o desenvolvimento do ambiente de modelagem em sala de aula e apoiar outros professores na implementacao em suas praticas pedagogicas.A composicao e sequenciamento de Objetos de Aprendizagem sao discutidas neste trabalho a partir da representacao da estrutura conceitual de um dominio em termos das suas relacoes de dependencia. A composicao de Objetos de Aprendizagem e modelada a partir da estrutura narrativa de um discurso considerando-se os aspetos formais dos planos do conteudo e de expressao. O aspecto formal do conteudo da composicao e dado pelas pelos conceitos e seus relacionamentos e forma da expressao corresponde aos tipos de signos definidos pelo LOM. A estrutura da composicao obtida independe do tipo de midia utilizado e o modelo adequa-se as propostas de composicao adaptativas tanto do ponto de vista do meio como das disponibilidades de conexao.

Dicas inteligentes no Sistema Tutor Inteligente PAT2Math

The keynotes goal is to reflect on emergent opportunities for human Discovery (in science), Creativity (in art & industry), and Learning (in education) as processes often occurring serendipitously in individuals and in communities empowered by dynamic Web connections in the global village. These reflections seem to fit best with the mandate of the CBIE Conference: sustainable education.Este trabalho apresenta uma evolucao do assistente inteligente SAE para inferir e fornecer orientacao pedagogica coerente com varias metodologias educacionais, superando uma dificuldade tradicional para este tipo de software, alem de fornecer mais apoio ao ensino-aprendizagem personalizado.O artigo fundamenta-se nos resultados do processo de desenvolvimento de um ambiente web de aprendizagem, ja modelado em dissertacao de mestrado (CABRAL,2006). O sistema tem por objetivo facilitar o acompanhamento das atividades que envolvem a definicao e a elaboracao de pre-projetos de Trabalhos de Conclusao de Curso (TCC). Para atingir tal objetivo o sistema e baseado em uma camada de agentes inteligentes que atuam como colaboradores para execucao de todas as atividades necessarias ao desenvolvimento do TCC. Para que esses agentes atuem de forma satisfatoria no ambiente e necessario o estabelecimento de um processo de comunicacao que possibilite aos agentes agirem em um nivel conceitual mais proximo do ser humano. Dessa forma, este artigo expoe os resultados obtidos ao longo do desenvolvimento dos agentes computacioniais e seus mecanismos de comunicacao.Este artigo descreve o projeto de desenvolvimento de jogo educativo baseado em metodologias participativas, pelas quais estudantes da rede publica de ensino medio idealizam, projetam e desenvolvem prototipos de um jogo sobre Sistema Imunologico e virus da Dengue. O objetivo da pesquisa e verificar os impactos do processo sobre a aprendizagem dos estudantes.O objetivo deste artigo e apresentar resultados de estudo de um caso exploratorio, realizado junto aos alunos de uma Instituicao de Ensino Superior. Como resultados, foram levantados indicadores de avaliacao do Sistema de EaD e identificados problemas, segundo a percepcao dos alunos. A partir dos resultados destaca-se que a Universidade desconhece a metodologia ITIL® e que seria fundamental que fosse implantada uma estrategia do servico (fase inicial da ITIL®), conduzindo a melhoria continua do servico e da infra-estrutura da Universidade.O facil acesso as informacoes devido a difusao da internet possibilita o enriquecimento intelectual, mas por vezes acaba por ser um meio de usufruir do conhecimento de outrem sem mencionar seus creditos/direitos autorais, o que por fim acaba na configuracao do plagio. O plagio no meio academico e uma tarefa dificil de ser controlada, devido o grande numero de trabalhos que sao feitos por uma vasta quantidade de alunos e tambem pelo excesso de tarefas dos professores e pelo pouco tempo que conseguem dedicar para o controle da qualidade e autenticidade dos trabalhos. Com isso, e importante contar com softwares que auxiliem no processo de verificacao de indicios de plagio, desta maneira o presente trabalho vislumbra desenvolver uma nova ferramenta de analise de indicios de plagio bem como aprimorar o metodo DIP – Detector de Indicios de Plagio para auxiliar o docente na verificacao da autenticidade dos trabalhos.A Neuropedagogia promove o confronto sucessivo e simultâneo entre concepcoes tacitas, crencas e valores normativos com esquemas inovadores, criando um espaco entropico e poetico no âmbito da experiencia humana. A natureza da ciencia neuropedagogica exige um modelo fractal de construcao de mundo, sustentado pelo prazer da perplexidade. Busca-se a geratriz e as leis de formacao para atingir a unanimidade sobre o conceito de educacao de pessoas com alta dotacao humana, impossivel de se concretizar, sem o recurso das ideologias filosoficas, cientificas e tecnologias aliadas as eticas.In this talk I will elaborate on the development, implementation and evaluation of the use of online tools for learning, with special attention to games and gamification, sharing and collaboration.

O Modelo Cognitivo do Sistema Tutor Inteligente PAT2Math

A educacao a distancia tem ganhado significativa atencao tanto na academia quanto nas iniciativas governamentais. Neste contexto, cresce tambem a preocupacao com a avaliacao da qualidade dos diversos aspectos destes cursos mediados pelas tecnologias da informacao e comunicacao. Apesar de muitos trabalhos discutirem diversos aspectos da avaliacao em Ead, a literatura carece de relatos de experiencia que, especialmente, abordem os cursos tecnicos a distancia que possuem especificidades relevantes. Assim, este trabalho relata uma experiencia onde se avalia e adapta uma das propostas existentes na literatura de avaliacao mediada por foruns, ao contexto dos cursos tecnicos a distancia, constituindo-se esta adaptacao e sua discussao as principais contribuicoes do mesmo.Em Educacao a Distância mediada por meio de Ambientes Virtuais de Aprendizagem, foruns de discussao sao um instrumento importante e amplamente utilizado na articulacao de debates e discussoes entre os atores envolvidos no processo de ensino e aprendizagem. Com a ampla utilizacao dos foruns muitas mensagens sao trocadas e isso, por vezes, excede a capacidade de monitoramento por parte dos professores e tutores. O presente trabalho apresenta a concepcao de um classificador de mensagens de foruns que classifica as mensagens em positivas ou negativas, a fim de identificar mensagens que necessitam de maior atencao. Este trabalho aplica conceitos de mineracao de textos, com o algoritmo SVM obtendo taxas de acerto satisfatorias.Este artigo apresenta o framework Contagious, cujo proposito e estabelecer diretrizes que norteiem a construcao de redes sociais online orientadas a Difusao de Inovacoes. Compreendo-se o fenomeno das redes sociais online como consequencia natural do carater social do ser humano, vislumbrou-se esse meio tecnologico de comunicacao e interacao social como potencial ferramenta para a extensao de praticas educativas, com vistas a formacao do carater integral do cidadao. Para isso, foi adotada a teoria de Difusao de Inovacoes, propria das ciencias sociais. As contribuicoes deste trabalho, portanto, compreendem duas vertentes: a) o mapeamento de principios de uma teoria social na forma de recursos computacionais e; b) um enfoque orientado a educacao sobre as redes sociais online.A proposta do trabalho consiste em desenvolver um sistema para ser usado no celular como ferramenta de auxilio para alfabetizacao, utilizando-se de imagens e sons como forma de facilitar o aprendizado. Como metodo de desenvolvimento utiliza-se o processo P@PSEduc (Processo Agil para Software Educativo) e a ferramenta JME (Java Micro Edition).O crescente uso e difusao de tecnologias Web, a ubiquidade de ferramentas educacionais vem proporcionado verdadeiras revolucoes nos ambientes de ensino. Atualmente, sabe-se que nao mais se deve tratar alunos de forma homogenea, como se assim os fossem. Em face disso, este artigo apresenta um sistema adaptativo de apoio a aprendizagem colaborativa, cujo tema e a construcao e representacao do conhecimento por meio de mapas mentais multimidia. Tal sistema, baseia-se na Teoria da Carga Cognitiva, cuja preocupacao primaria e a facilidade com a qual as informacoes sao processadas pelos individuos.

Implementando o Agente de Base de Domínio do Sistema Tutor Inteligente PAT2Math

A matematica e considerada uma area complexa por muitos alunos, que em geral consideram seus conteudos muito abstratos, nao compreendendo sua aplicacao ou nao conseguindo relaciona-los com seu dia-a-dia. Mesmo assim, poucos sao os ambientes de aprendizagem capaz de auxilia-los. Faz-se necessario um sistema que leve em consideracao as emocoes do educando, visto que grande parte das dificuldades enfrentadas por estes se deve a bloqueios afetivos, e que tambem seja apto a identificar seus equivocos e que possa ser acessado de qualquer lugar. Dentro deste enfoque, este artigo trata do projeto e implementacao de um sistema tutor inteligente com uma arquitetura multiagente voltado ao ensino de equacoes algebricas de 1o e 2o grau. Mais especificamente, o presente trabalho foca no Agente de Base de Dominio, responsavel pelo armazenamento e manipulacao do conteudo de matematica do tutor. Isto resulta em um modelo de representacao do conhecimento, capaz de oferecer um servico transparente aos modulos que o requerem, inserido em uma arquitetura composta por modulos independentes e colaborativos.