ITS:
Intelligente Tutoring System
Sistemas especialistas
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No anos 70, um novo domínio de pesquisa e
desenvolvimento inicia com o objetivo de
desenvolver sistema capaz de substituir o ser
humano na resolução de certas classes de
problemas.
A passagem de uma problemática de
sistemas especialistas a uma problemática de
ITS aparecia natural.
Se o computador “conhece”, ele deve ser
capaz de ensinar.
Tutor inteligente
e ensino assistido
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No prolongamento da reflexão sobre
um ensino automatizado tentando
reproduzir a pedagogia do professor,
inicialmente os tutores foram
desenvolvidos no objetivo de substituirse ao professor.
Eles estão evoluindo hoje mais na
direção de sistema de apoio.
Características
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Os tutores inteligentes podem ser
decompostos em 4 módulos de
importância e características variáveis
de um tutor ao outro.
Esses módulos são destinados a
competências diferentes do tutor.
4 módulos
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Os 4 módulos são:
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Modelo do conhecimento
Modelo do aluno
Módulo pedagógico
Interface
Modelo do conhecimento
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Na diferencia do ensino assistido que usa
prefixado peças de apresentação de conteúdo
(frame), a unidade manipulada pelos tutores
é o conhecimento.
A representação dos conhecimentos não é em
termo de conceitos e competências que o
aluno deve adquirir. Ela é em termo do
elemento de um modelo capaz de “expertise”
dinâmica.
Modelo do conhecimento
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Ele a dupla função de:
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Ser a fonte do conhecimento, produzindo
respostas e explicações
Ser o standard de avaliação do aluno.
Produz a solução de um problema, ou várias
soluções.
Necessidade: definir um sistema de
representação do conhecimento compatível
com o sistema de representação do aluno.
Modelo do conhecimento
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A comunicação da atividade do sistema
especialista é o centro da
aprendizagem.
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Black-box: os passos para produzir a
solução são inacessíveis.
Glass-box: cada passo pode ser analisado
e interpretado
Plausível: a solução é acessível para o
aluno
Modelo do aluno
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Nenhuma comunicação inteligente pode ser
feita sem um certo nível de compreensão do
parceiro. O modelo do aluno parece
necessário.
Uma limitação do computador é que os
canais de comunicação são limitados: teclado,
tela, etc, enquanto o ser humano combina
múltiplos tipos de informações para decidir de
uma ação.
Modelo do aluno
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Modelo “overlay”
Grafo genético
Modelo “overlay” estendidos
Interpretação dos erros
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Enumeração
Reconstrução
Produção.
Modelo “overlay”
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O modelo do aluno pode ser baseado em
termo dos elementos do modelo do
conhecimento. O modelo do aluno é uma
versão parcial, um subconjunto do modelo
especialista.
O pressuposto é que ação incorretas não são
por falta de conhecimento mas por
conhecimentos errados: os conhecimentos do
aluno são incompletos, nunca errados
Grafo genético
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A representação do conhecimento é
completada de uma informação
relevante sobre a aprendizagem.
O conhecimento modelizado com
regras, a ligação entre duas regras
indica as condições de aprendizagem de
uma dela quando a outra é conhecida
pelo aluno.
Modelo “overlay” estendidos
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Incorporar conhecimentos errados:
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A partir de conjuntos de erros,
A partir de conjuntos de regras erradas.
Produzir os erros a partir do conhecimento
certo.
PB: os erros do aluno não são interpretáveis
a partir do conhecimento certo:
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Representar as concepções do aluno,
Dificuldade por conto da variedade dessas
concepções.
Enumeração dos erros
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Lista dos erros: problema de
exaustividade
A remediação é sobre os sintomas do
erro de conhecimento mais que sobre
esse erro.
Reconstrução do erros
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Reconstruir os processos produzindo os
erros a partir das informações da
interface.
Necessidade de uma representação do
conhecimento fina para considerar tão
os conhecimentos certos que errados.
Modelo do aluno: diagnóstico
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Difícil:
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A linguagem de modelização é necessariamente
redutora em relação com os processos: o modelo
do aluno é sempre uma aproximação.
O aluno não é consistente.
A evolução dos conhecimentos do aluno não é
necessariamente da forma antecipada.
Um conhecimento inicial do aluno é necessário. O
sistema pode usar problemas intermediários para
poder melhorar um diagnostico.
Modúlo pedagógico
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Herança do ensino assistido.
Uma parte importante da “pedagogia” é
presente na criação dos outros modelos
(conhecimento, aluno).
O módulo pedagógico pode ser predefinido ou elaborado dinamicamente a
partir de primitivas e das respostas do
aluno.
Modúlo pedagógico
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Nível global: adaptação das
apresentações em função das
necessidades do aluno
Nível local: determinação do momento,
do conteúdo de uma intervenção: guiar,
explicar e remediar.
Modúlo pedagógico
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Subtil: dificuldade de saber quando e
como intervir.
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Mixed-initiative dialog,
Guided-discovery learning ou coached
activities.
Interface
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Definição da comunicação
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Em termos de apresentação do
conhecimentos e da “expertise”: o sistema
apresenta-se.
Em termos de forma do aluno expressar
seus conhecimentos.
Scholar, iniciativa mista
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Primeiro tutor (Carbonell)
Aluno ou computador perguntam e
respondam
Conhecimento em rede semântico
Limitações:
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sem estratégia pedagógica
limitado na extensão dos conhecimentos
acessíveis a partir dos conhecimentos de
base.
Scholar, rede
Scholar, regras
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Regra 1:
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quando o assunto é uma propriedade
(ex:particularidade geográfica), escolhe o
mais importante valor inutilizado nesse
assunto
quando o assunto é um valor (ex:América
do sul), escolhe a mais importante
propriedade e valor desse assunto
Scholar, exemplo
Why, o método socrático
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O conteúdo abordado pelo WHY é a
chuva
O tutor não ensina diretamente, ele
guia o aluno através de perguntas a
formular princípios gerais, descobrir
contradições, e extrair corretas
deduções.
Why, regras
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Regra 6
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Se o aluno produz uma explicação
insuficiente, enuncia uma regra geral
considerando os argumentos da explicação
como suficientes e pergunta ao aluno se é
verdadeira
Exemplo
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se o aluno considera que água é a razão
que tem arroz na China, pergunta se em
qualquer lugar com água suficiente tem
arroz.
Why, exemplo
SOPHIE, laboratório
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O conteúdo aborda por SOPHIE é
“problema em circuitos eletrônicos”.
SOPHIE é construído como um
laboratório onde o aluno pode aplicar e
testar seus conhecimentos.
SOPHIE, particularidades
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SOPHIE não toma iniciativas
pedagógicas.
Ele não tem um modelo do aluno.
Qual é a diferencia entre SOPHIE e um
micromundo ou uma simulação.
SOPHIE, exemplo
WEST, coaching
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WEST é um jogo baseado sobre a
conquista do west.
Ele tem como objetivo de desenvolver
competências em aritmética.
WEST
WEST, coaching
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
As propostas do aluno são comparadas
com estratégias do sistema especialista
e em função de um modelo do
estudante: suas estratégias conhecidas
como fracas.
Uma nova proposta ou dica é formulada
pelo sistema.
WEST, exemplo
Conclusão