Uma proposta de arquitetura de sistema tutor inteligente baseada na teoria das experiências de aprendizagem mediadas

Abstract

Este volume apresenta o detalhamento da tese submetida como requisito parcial para obtenção do grau de doutor em Informática na Educação. A tese se baseia nos conceitos oriundos da área de Inteligência Artificial – Sistemas Tutores Inteligentes (STI) e da Teoria das Experiências de Aprendizagem Mediadas proposta por de Reuven Feuerstein (1997). A combinação destes fundamentos possibilitou a proposição de uma arquitetura de um STI para promover Experiências de Aprendizagem Mediadas. A tese segue uma tendência recente da área de STI , onde se inclui o professor como um dos usuários do sistema. Ou seja, além da tradicional abordagem de existir um tutor artificial acompanhando o trabalho do aluno, o ambiente considera o professor como participante de todo o processo de atendimento ao aluno. Suas intervenções e contribuições ficam refletidas no comportamento do sistema. No que tange ao domínio, escolheu-se o conjunto de conteúdos relacionados à disciplina introdutória de algoritmos. Esta escolha foi determinada por dois fatores: a experiência do autor e orientadora como docentes desta disciplina em diferentes cursos de graduação na área de Ciência da Computação e o alto índice de reprovação observado nesta disciplina, que é fundamental para a formação do futuro profissional de Computação. Ambos atuaram como especialistas para modelagem da base de conteúdos a serem trabalhados com os alunos. A arquitetura proposta foi instanciada em um ambiente computacional denominado ALICE (Algorithm Learning Internet based Computer Environment). Os experimentos realizados com o ambiente na disciplina de Algoritmos, ministrada na Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), permitiram identificar a viabilidade de implementação da arquitetura proposta. O protótipo desenvolvido forneceu, também, informações no que tange ao processo de aprendizagem dos alunos. Os resultados indicaram uma ampliação no atendimento individualizado aos alunos e um aumento da promoção de experiências de aprendizagem mediadas.

This document presents the thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of Informatics in Education. The thesis is based on Artificial Intelligent concepts – Intelligent Tutoring Systems (ITS) – and on Mediated Learning Experiences theory proposed by Reuven Feuerstein (1997). These foundations combination allowed the proposition of an ITS architecture to promote mediated learning experiences. The thesis follows the recent tendency of ITS research area to include the teacher as an end user of the system. Besides the traditional approach of an artificial tutor tracking the student development, the environment considers the teacher as participant of the whole process of student attention. His interventions and contributions are reflected on the environment behavior. The domain chosen was the set of contents related to the introductory algorithm discipline. This was chosen because of two factors: the experience of the author and his advisor as teachers of this discipline in different under graduation courses of Computer Science, and the high level of reproof observed in this discipline which is fundamental for the future computer science professional formation. Both acted as specialists in modeling the contents base to be worked with the students. The proposed architecture was instantiated in a computer environment named ALICE (Algorithm Learning Internet-based Computer Environment). The conducted experiments with the environment at the algorithms discipline of Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), allowed to identify the architecture implementing viability. The developed prototype provided information about students learning process. The results indicate an increase in student’s individualized attention and an increase in mediated learning experiences promoted.