Sistemas Sistemas Tutores Tutores

InteligentesInteligentes

Sistemas Sistemas Tutores Tutores

InteligentesInteligentesPresentado porPresentado por

Carmen C. RoviraJorge Lau

ContenidoContenido Introducción Ambientes de aprendizajes

Software CAI Sistemas Tutores Inteligentes

Características Historia Arquitectura básica

Consideraciones finales Referencias bibliográficas

Software EducacionalesSoftware Educacionales

Ambientes de aprendizaje interactivos– LOGO– Juegos educacionales (WEST y WUSOR)

Software CAI (Instrucción asistida por computadora)

STI (Sistemas Tutores Inteligentes)

Ambientes de AprendizajeAmbientes de Aprendizaje

Idea general: Promover el aprendizaje mientras el alumno se divierte

Filosofía Piagetana

Aprendizaje no son autocontenidos

LOGOLOGO

Seymour Papert, MIT

Programa de “Tartaruga”

Uso de Micromundos

Estudio de geometría

Juegos EducacionalesJuegos EducacionalesHerramienta eficaz de enseñanza Motiva a los alumnos

Facilita la comunicación

Exige diversos tipos de conocimiento

WESTWEST Laboratorios de Bolt Beranek & Newman

– John Seely y Richard Burton

Filosofía aprendizaje por descubrimiento orientados

Habilidades aritméticas

Estrategias de diagnóstico

Técnicas de IA

WUSORWUSORCarr y Goldstein, MIT

Influencias de LOGO y WEST

Mundo de Wumpus

Habilidades lógicas y probabilísticas

CAI CAI Instrucción Asistida por Instrucción Asistida por

ComputadoraComputadora

Filosofía del comportamiento (behaviourista)

“Libros eletrónicos”

Conocimento de especialistas

Estrategias pedagógicas

Simplicidad para representar conocimentos pedagógicos

Representación estática

Toma de Decisiones antes de implementar

Estructura rígida

Modelo registrado actualmente

CAICAI Instrucción Asistida por ComputadoraInstrucción Asistida por Computadora

Tipos de CAITipos de CAI Software de ejercicios y prácticas

– estudiante adquiere habilidades específicas– criticados por especialistas

– desenvolvimiento memorístico

– permiten estudiar a su propio rítmo

Software tutoriales– disponen de caminos alternativos

– poseen niveles de complejidades

– utilizan una revisión de un tópicoSoftware basados en simulación

– ofrecen mayor interactividad

– auxilian al profesor

– estudiantes construyen su propio conocimiento

STI STI Sistemas Tutores InteligentesSistemas Tutores Inteligentes

Proporcionan enseñanza individualizada

Permiten interacción activa

Utilizan técnicas de IA

Abordan cooperativa

Diferencias entreDiferencias entre CAI x STICAI x STI

CAI STI Origen Educativo Computacional Fundamentación teórica Behaviourista Psicología Cognitivista Estructuración de las funciones

Única estructura algorítmica pre-definida, donde el alumno no influye en la secuencia de presentación del contenido

Estructura dividida en módulos, cuya secuencia es determinada por las respuestas del alumno

Estructuración del conocimiento

Algorítmica Heurística

Modelamiento del alumno Evalúa la última respuesta del alumno, se considera las dudas

Tiende a evaluar toda la interacción con el alumno

Modalidades encontradas Tutorial, ejercício y práctica, simulación de juegos interactivos

Socrático, ambiente, interactivo, diálogo bidireccional y guia

CAI STI Origen Educativo Computacional Fundamentación teórica Behaviourista Psicología Cognitivista Estructuración de las funciones

Única estructura algorítmica pre-definida, donde el alumno no influye en la secuencia de presentación del contenido

Estructura dividida en módulos, cuya secuencia es determinada por las respuestas del alumno

Estructuración del conocimiento

Algorítmica Heurística

Modelamiento del alumno Evalúa la última respuesta del alumno, se considera las dudas

Tiende a evaluar toda la interacción con el alumno

Modalidades encontradas Tutorial, ejercício y práctica, simulación de juegos interactivos

Socrático, ambiente, interactivo, diálogo bidireccional y guia

Características de los Características de los STI STI

Ser flexible en todos los niveles

Favorecer exploraciones de los diversos dominios

Poseer un sin número de formas de enseñanza

Dominar los métodos de enseñanza

Solucionar situaciones no previstas

Tener capacidades de reconstruir situaciones pasados

1ª Geración de STI1ª Geración de STI Años 70 a mediados del 80

Objetivo - Explorar técnicas de IA

Enfoque - Representación del conocimento y granularidades

Características - Sistemas ilustrativos del funcionamento de técnicas de IA

Ejemplos - SCHOLAR, WHY, GUIDON

2ª Geración de STI2ª Geración de STI

Final de los años 80 a inicio de los 90

Objetivo - Aplicaciones y test de los STI

Enfoque - Aspectos pedagógicos

Características - Mayor cantidad de dominios

Ejemplos - Geometry tutor y Lisp tutor

3ª Generación de STI3ª Generación de STI Inicio de los años 90 hasta hoy

Objetivo - Representación, comunicación del conocimiento del alumno

Enfoque - Tecnologias hipermedias

Características - Equipos multidisciplinarios

Ejemplos - STEAMER, Smithtown economics tutor

SCHOLARSCHOLAR

Considerado pionero Contenido: Geografía de sur-americana ‘Diálogo mixto’ Interface en lenguage natural Dominio representado por Redes Semánticas Método Socrático No fue muy utilizado

Ejemplo de diálogoEjemplo de diálogoSCHOLAR: Approx what is the area of Brazil?

Student: 2,500,000 square miles.

SCHOLAR: Wrong. Please indicate if the following statement is correct: the area of Paraguai is approx 47,432 square miles.

Student: What is the area of Brazil?

SCHOLAR: 3,600,000 square miles. Now answer the question you didn’t answer before.

Student: False.

SCHOLAR: Rephase your statement. I can’t understand it.

Student: Incorrect.

SCHOLAR: Very good! ...

WHYWHY

Sucesor de SCHOLAR

Contenido: Conjunto de procesos que ocasionan las lluvias de ideas

Tutor trabaja con jerarquias de scripts

No trata los errores de los alumnos

Arquitetura BásicaArquitetura Básica

Modelo de estudianteModelo de estudiante

Modelo de domínioModelo de domínio

Modelo de interfaceModelo de interface

Modelo de tutorModelo de tutor

Modelo de dominioModelo de dominio Manipula el contenido que va a ser enseñado

Provee mecanismos de generación de ejemplos

Conocimiento que son compatibles con el razonamiento del estudiante

Dominio y modelado según una taxonomía

Usa formalismos de IA para modelar el conocimiento Ej. redes semánticas, frames, scripts, reglas de producción

Modelo del estudianteModelo del estudiante Representa aspectos del comportamiento del

conocimiento del alumno

Debe ser capaz de detectar errores cometidos por los estudiantes

Verifica las respuestas del estudante

Genera procesos de diagnóstico

Relación entre los modelos del Relación entre los modelos del estudiante y los del dominioestudiante y los del dominio

Modelamiento por sobreposición

Modelamiento diferencial

Modelamiento por perturbación

Modelamiento por sobreposiciónModelamiento por sobreposición

Técnica bastante simple Conocimiento del estudiante y el

subconjunto de los modelos del dominio No se trata informaciones falsas de los

modelos del dominio

Conocimiento del dominio

Modelo del estudiante

Modelamiento diferencialModelamiento diferencial

Refinamiento del anterior Divide el conocimiento en 2 categorías

– El que el estudiante deberia saber

– El que no se puede esperar que el conozca

Modelo del estudiante muy restringido

Conocimiento del domínio

Conocimiento esperado del estudiante

Modelo del estudiante

Modelamiento por perturbaciónModelamiento por perturbación

Avances en relación a los otros Conocimiento del estudiante van a ser del modelo

del dominio Incluye posibles errores o falsas concepciones del

alumno (biblioteca de errores)

Conocimiento del dominio

Modelo del estudiante

Modelo del tutorModelo del tutor Conocimiento pedagógico del sistema

Poseer un conjunto de reglas

Selecciona contenido a ser presentado

Monitorea y critica el desempeño del alumno

Ofrece asistencia cuando es solicitada

Estrategias de enseñanzaEstrategias de enseñanza

Entrenamiento– simulación del dominio, muchas veces en forma de juegos

Socrático– tutor cuestiona al alumno

Orientador– alumno requiere explicitamente auxílio

Cooperativo– estudiante y sistema son agentes que se integran en la búsqueda

del conocimiento

Estrategias de diálogoEstrategias de diálogo Motiva al alumno

Fortalece sugerencias, a través de preguntas o con ejemplos

Comenta las respuestas del estudiante

Cambio en la forma de abordar el tema

Modelo de InterfaceModelo de Interface Único componente que integra directamente con el estudiante

Papel crucial en los sistemas interactivos

Tiempo de respuesta razonable

Visual interesante

Representación clara

Fácil de usar

Consideraciones finalesConsideraciones finales

STI es una poderosa herramienta para el proceso de enseñanza-aprendizaje

Existen dificultades de difusión de los STI Interdisciplinaridades

Inexistencias de una teoría general

Sistemas caros y complejos

Referencias BibliográficasReferencias Bibliográficas

Wenger, E Artificial Intelligence and Tutoring Systems, Morgan Kaufmann Publishers,inc. 1987

Tedesco, P.C.A.R SEI - Sistema de Ensino Inteligente, Tese de Mestrado, DI - UFPE, junho/1997

Nunes, M.G.V Takehara, R.S Mendes,M.D.C A Network-Based Model for Intelligent Tutoring Systems, X SBIA, Porto Alegre, 1993

Viccari, R.M Giraffa, L.M.M Sistemas Tutores Inteligentes: abordagem tradicional x abordagem de agentes, Tutorial apresentado no XIII SBIA, Curitiba, 1996

GraciasGraciasPor suPor su

Atención…Atención…