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Inteligência Artificial e Educação
IntroduçãoIntrodução
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Qual o papel de IA na Educação?
Preocupações de IA:Preocupações de IA: Conseguir com que máquinas:Conseguir com que máquinas:
leiam leiam raciocinemraciocinem façam generalizaçõesfaçam generalizações se expressemse expressem aprendamaprendam
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Qual o papel de IA na Educação?
pesquisadores de IA tem uma posição única pesquisadores de IA tem uma posição única para melhorar a educaçãopara melhorar a educação
===> domínio da tecnologia + ===> domínio da tecnologia + preocupações com aprendizagem e preocupações com aprendizagem e entendimentoentendimento
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Qual o papel de IA na Educação?
Questão central de IA e Educação: Questão central de IA e Educação: " Como os computadores podem ajudar? " " Como os computadores podem ajudar? "
ou ou
"Qual o papel do computador?""Qual o papel do computador?" ensinar computação ?ensinar computação ? **ensinar vários assuntos ?**ensinar vários assuntos ?
===> servir como instrumento de mudança===> servir como instrumento de mudança
===> não reforçar o ===> não reforçar o status quostatus quo
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Uso do Computador em Educação ==> Diferentes direções de ensino:==> Diferentes direções de ensino:
computador ==> software ==> alunocomputador ==> software ==> aluno aluno ==> software ==> computadoraluno ==> software ==> computador
===> Quem detém o controle sobre o ===> Quem detém o controle sobre o processo de ensino/aprendizagem?processo de ensino/aprendizagem?
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Sistemas Computacionais com fins educacionais Diferentes abordagensDiferentes abordagens
diferentes paradigmas de aprendizagem diferentes paradigmas de aprendizagem subjacentessubjacentes
tipo de controle exercidotipo de controle exercido Quem controla a interaçãoQuem controla a interação
• computador?computador?
• Aluno?Aluno?
• Misto?Misto?
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Tudo tem sua história
sistemas computacionais com fins sistemas computacionais com fins educacionais tem acompanhado a própria educacionais tem acompanhado a própria história e evolução dos computadoreshistória e evolução dos computadores
Os primeiros usos do computador em Os primeiros usos do computador em Educação surgiram ainda no final da década Educação surgiram ainda no final da década de cinquenta e representavam as de cinquenta e representavam as possibilidades tecnológicas da época. possibilidades tecnológicas da época.
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Tudo tem sua história
primeiros sistemasprimeiros sistemas paradigmas de aprendizado refletem e situam o paradigmas de aprendizado refletem e situam o
contexto educacional vigente à épocacontexto educacional vigente à época “ “instrução programada”instrução programada”
automatização do processo de ensino/aprendizado automatização do processo de ensino/aprendizado consistente com as possibilidades tecnológicas consistente com as possibilidades tecnológicas
vigentesvigentes
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Tudo tem sua história
paradigma instrucionistaparadigma instrucionista tutores / tutores inteligentestutores / tutores inteligentes
paradigma construcionista - Papert (1980)paradigma construcionista - Papert (1980) ““liberdade” de iniciativa e controle do estudante liberdade” de iniciativa e controle do estudante
no ambiente computacional no ambiente computacional o aprendizado entendido como construção pessoal o aprendizado entendido como construção pessoal
ambiente de programação Logoambiente de programação Logo
““aprender fazendo e refletindo”aprender fazendo e refletindo”
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Tudo tem sua história
paradigma construcionistaparadigma construcionista ambientes de modelagem e simulaçãoambientes de modelagem e simulação micromundos, ambientes de programaçãomicromundos, ambientes de programação
InternetInternet cidadãos do mundocidadãos do mundo colaboraçãocolaboração
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Uma taxonomia - Controle da Interação
Ensino Assistido pelo ComputadorEnsino Assistido pelo Computador
Ambientes interativos de aprendizagemAmbientes interativos de aprendizagem
Ambientes para aprendizado socialmente Ambientes para aprendizado socialmente distribuídodistribuído
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Computador como auxílio na educação:
Na conformação da escola como ela é - ensino
Enriquecimento do ambiente de aprendizagem ou na transformação da escola
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Computador no ensino :
Tutoriais
Exercício e prática
Uso de multimídia ou Internet
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Tutorial
Figura x: Tela - Menu de conteúdos do Windows 95 - O início
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Tutorial
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Tutorial
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Tutorial
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Tutorial
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Tutorial
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Tutorial
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Tutorial informação
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Tutorial informação
informação
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Tutorial informação
informação
pergunta
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Tutorial informação
informação
pergunta
resposta
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No tutorial o computador :
Passa a informaçãoPassa a informação
Verifica se a informação foi Verifica se a informação foi retidaretida
Controla o processo de ensinoControla o processo de ensino
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Computador no ambiente de aprendizagem :construcionismo contextualizado
ProgramaçãoProgramação
Desenvolvimento de multimídiaDesenvolvimento de multimídia
Processador de texto, planilha, Processador de texto, planilha, criação de banco de dadoscriação de banco de dados
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Construcionismo contextualizado
Construcionismo Construcionismo (aprendiz (aprendiz engajado na construção de um engajado na construção de um produto significativo )produto significativo )
Contextualizado Contextualizado (produto (produto construído é relacionado com a construído é relacionado com a realidade do aprendiz)realidade do aprendiz)
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Logo
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Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
reflexão
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
reflexão)
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
reflexão
depuração
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
reflexão
depuração
conceito estratégia
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
reflexão
depuração
conceito estratégia
agente de aprendizagem
Programação
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de programação
execução
reflexão
depuração
conceito estratégia
agente de aprendizagem
social
Programação
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Papel do computador na programação
Tornar o raciocínio explícitoTornar o raciocínio explícito
Executar o “raciocínio”Executar o “raciocínio”
Fornecer feedback fiel e Fornecer feedback fiel e imediatoimediato
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Permitir diferentes níveis de Permitir diferentes níveis de reflexãoreflexão
Facilitar a depuração do Facilitar a depuração do conhecimentoconhecimento
Permitir a discussão de Permitir a discussão de aspectos da meta-cogniçãoaspectos da meta-cognição
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Processador de texto
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descrição da idéia através da linguagem natural
Processador de texto
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descrição da idéia através da linguagem
execução daformatação
Processador de texto
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descrição da idéia através da linguagem
execução daformatação
reflexão
)
Processador de texto
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descrição da idéia através da linguagem
execução daformatação
reflexão
)
depuração da formatação
Processador de texto
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Papel do computador no processador de texto
Permitir a explicitação da idéia Permitir a explicitação da idéia (através da linguagem) (através da linguagem)
Executar a formataçãoExecutar a formatação
Facilitar a alteração do textoFacilitar a alteração do texto
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Autoria - Multimídia
SomVídeoTextoImagem
E CO LO GIA
Introdução
TextoImagem
BI OM AST err estre s
Definição
TextoImagem
D i stri bu i çãoG eog r áficasd o s B i om as
TextoImagem
Deser to
-Localização- Clima- Descrição
FlorestaTropical
F lo res taT emp er ada
C amp o sT empe rad o s C amp o s
T ro pi cai s T u nd r a
T ai g a
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Autoria - Multimídia
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Uso de multimídia ou Internet
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Uso de multimídia ou Internet
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Uso de multimídia ou Internet
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execuçãoda opção
reflexão
)
Uso de multimídia ou Internet
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escolha de opções
execuçãoda opção
reflexão
)
depuraçãoda opção
Uso de multimídia ou Internet
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descrição da solução do problema através de uma linguagem de autoria
execução
reflexão
depuração
conceito estratégia
agente de aprendizagem
social
Construção de multimídia
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Papel do computador no uso da multimídia ou da Internet
Navegar na informaçãoNavegar na informação
Adquirir informaçãoAdquirir informação
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Modelagem e Simulação
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Modelagem e Simulação
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Modelagem e Simulação
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Modelagem e Simulação
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O Homem na Sociedade do Futuro Participar ativamenteParticipar ativamente Trabalhar em grupoTrabalhar em grupo CriarCriar PensarPensar Aprender a AprenderAprender a Aprender Ter conscîência de seu potencial cognitivo e Ter conscîência de seu potencial cognitivo e
afetivoafetivo
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Objetivos da Educação
===> preparar o estudante para "funcionar " no ===> preparar o estudante para "funcionar " no mundo em que vivemundo em que vive
habilidade de raciocíniohabilidade de raciocínio o que é uma boa questão, uma boa resposta e uma o que é uma boa questão, uma boa resposta e uma
boa justificativaboa justificativa habilidade de auto-ensino (aprender a aprender)habilidade de auto-ensino (aprender a aprender) habilidade de formar hipóteses de modo a habilidade de formar hipóteses de modo a
descobrir suas próprias respostasdescobrir suas próprias respostas
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Objetivos da Educação
habilidade de expressãohabilidade de expressão saber analisar casos anteriores relevantes à saber analisar casos anteriores relevantes à
uma dada situaçãouma dada situação conhecer questões não resolvidasconhecer questões não resolvidas saber onde encontrar informaçãosaber onde encontrar informação
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Alguns Métodos Tradicionais de Ensino Método da EsponjaMétodo da Esponja Método do Artesão/AprendizMétodo do Artesão/Aprendiz Método do ArtistaMétodo do Artista Método da PesquisaMétodo da Pesquisa Método da ExploraçãoMétodo da Exploração Método do Argumento Método do Argumento
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Métodos Educacionais devem ter: Correspondência: Correspondência:
corresponder aos mecanismos naturais de aprendizagemcorresponder aos mecanismos naturais de aprendizagem Engajamento: Engajamento:
estrutura e motivação de forma que a informação possa estrutura e motivação de forma que a informação possa ser absorvidaser absorvida
Sensibilidade: Sensibilidade: a instrução deve responder imediatamente aos a instrução deve responder imediatamente aos
interesses e preocupações particulares de cada interesses e preocupações particulares de cada estudante.estudante.
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Arquiteturas de IA para o Design de Sistemas Educacionais Arquitetura = estrutura a qual incorpora Arquitetura = estrutura a qual incorpora
uma abordagem particular de ensinouma abordagem particular de ensino Ensino Baseado em CasosEnsino Baseado em Casos Aprendizagem IncidentalAprendizagem Incidental Conjectura ForçadaConjectura Forçada Simulação Baseada no Aprender FazendoSimulação Baseada no Aprender Fazendo
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Teorias de Aprendizagem e Entendimento Aprendizagem Dirigida por FalhasAprendizagem Dirigida por Falhas
uma pessoa é motivada a aprender por uma falha uma pessoa é motivada a aprender por uma falha em seu processo de entendimentoem seu processo de entendimento
uma pessoa entende o mundo a sua volta uma pessoa entende o mundo a sua volta avaliando situações e formando expectativas avaliando situações e formando expectativas sobre a situaçãosobre a situação
os estudantes precisam ter oportunidade de os estudantes precisam ter oportunidade de experienciar falhas de expectativa e aprender experienciar falhas de expectativa e aprender através delasatravés delas
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Teorias de Aprendizagem e Entendimento Raciocínio Baseado em CasosRaciocínio Baseado em Casos
uma pessoa raciocina sobre situações uma pessoa raciocina sobre situações complexas fazendo referência à situações complexas fazendo referência à situações similares ao invés de raciocinar sobre similares ao invés de raciocinar sobre princípios básicosprincípios básicos recuperar casos relevantes da memóriarecuperar casos relevantes da memória avaliar a pertinência dos casos anteriores e concluir avaliar a pertinência dos casos anteriores e concluir
adequadamente no caso atualadequadamente no caso atual
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Educação para um nova Era
informação ========> conhecimentoinformação ========> conhecimento ““o indivíduo deve ser sabedor da existência da o indivíduo deve ser sabedor da existência da
informação e de onde ela se localiza para que informação e de onde ela se localiza para que no momento adequado a acesse”no momento adequado a acesse” ( Seabra, ( Seabra, 1993)1993)
Qual o papel da escola ?Qual o papel da escola ? Qual o perfil do novo professor ?Qual o perfil do novo professor ? Qual o papel da tecnologia ?Qual o papel da tecnologia ?
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“ “ não poderá haver nenhuma solução até não poderá haver nenhuma solução até que a revolução da Terceira Onda acabe que a revolução da Terceira Onda acabe com as atuais escolas da Segunda Onda e com as atuais escolas da Segunda Onda e as substitua por instituições de aprendizado as substitua por instituições de aprendizado que já não se assemelhem às fábricas que já não se assemelhem às fábricas enferrujadas de ontem”enferrujadas de ontem” ( Toffler, 1992) ( Toffler, 1992)
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transformar a sala de aula em um ambiente transformar a sala de aula em um ambiente de aprendizagem interativode aprendizagem interativo
computador é elemento fundamentalcomputador é elemento fundamental trabalhar com escritatrabalhar com escrita trabalhar com imagem e somtrabalhar com imagem e som simular fenômenossimular fenômenos jogosjogos conectar outros ambientes e paísesconectar outros ambientes e países
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“ “ if tou desire to form individuals capable of if tou desire to form individuals capable of inventive thought and of helping the society inventive thought and of helping the society of tomorrow to achieve progress, then it is of tomorrow to achieve progress, then it is clear that an education wich is an active clear that an education wich is an active discovery of reality is superior to one of discovery of reality is superior to one of consists merely in providing the young with consists merely in providing the young with ready-made wills to will with and ready-ready-made wills to will with and ready-made truths to know withmade truths to know with” ( Piaget, 1971)” ( Piaget, 1971)