Sistemas Tutores Inteligentes
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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…