Inteligência Artificial na educação

por Henrique Borges

No campo da Educação a I.A tem sido utilizada na criação de sistemas inteligentes que captam informações sobre os alunos e são capazes de utiliza-las personalizando o processo de aprendizagem, criando trilhas, exercícios e conteúdos de acordo com os interesses e o desempenho individual dos alunos.

Há algumas décadas, temos observado gradativamente a inclusão do uso de novas tecnologias na educação. Partindo das radio e tele aulas, passando pelo uso de projetores e materiais multimídia, o surgimento e incorporação da internet e das redes sociais no aprendizado, e finalmente chegando aos ambientes de Educação à Distância (EAD), que já se tornaram comuns no nosso cotidiano, é notável a quantidade de tecnologia que foi e continua sendo incorporada na educação. A próxima (e, na nossa opinião, revolucionária) tecnologia a ser implementada, será a personalização completa do conteúdo educacional, possibilitada pelos novos ambientes de aprendizado inteligentes, que envolvem o forte uso das técnicas de Inteligência Artificial e Big Data.

A grande diferença desta nova tecnologia que sob o nosso ponto de vista, a distingue e destaca das demais, está no fato de que a maioria das transformações anteriores desconsiderava o aluno, individualmente, como o centro da ação educacional. O maior problema dos modelos pedagógicos utilizados até agora, se encontra na apropriação da tecnologia pela escola e pelos professores. Apropriação esta, que apesar de incorporar características que os métodos tradicionais originalmente não possuem, continuou perpetuando o velho modelo de ensino. De fato, integramos imagens, hipertextos, áudio, vídeos e animação às nossas aulas, mas esses recursos não garantem a boa qualidade pedagógica. Mesmo programas educacionais e conteúdos visualmente agradáveis, criativos e até carismáticos, podem continuar representando o velho paradigma instrucionista, ao colocar no recurso tecnológico uma série de informações a serem repassadas ao alunos, sendo estes últimos considerados como seres passivos que apenas absorvem o conteúdo. Desta forma, em vez dos processos interativos de construção do conhecimento, a escola continua exigindo a memorização e a repetição, dando ênfase ao conteúdo final e não ao processo de construção, recompensando o conformismo e a resposta “certa”, punindo “erros” e tentativas de liberdade e de criatividade. É uma educação domesticadora ou, como dizia Paulo Freire, “bancária”, que deposita no aluno apenas informações, dados e fatos, pensando ingenuamente que com isto ele será capaz de construir o conhecimento do qual necessita para ser capaz de tornar-se simultaneamente um cidadão responsável e um profissional capacitado para o século XXI.

Assim, a abordagem citada anteriormente é inadequada perante os desafios do mundo moderno. Afinal, como os alunos conseguirão aprender continuamente e desenvolver as capacidades de cooperação, inovação e pensamento crítico além de tantas outras competências necessárias no século XXI, com um modelo educacional que se tornou obsoleto?

Ensino Inteligente

Russel e Norvig (2002) definem a Inteligência Artificial (IA) como o campo de estudo de agentes (programas) inteligentes, que recebem percepções do ambiente e executam ações. Atualmente, a IA abrange uma enorme variedade de subcampos, desde áreas de uso geral como o aprendizado e a percepção, à tarefas mais específicas como jogos de xadrez, criação de poesias e diagnóstico de doenças. A IA sistematiza, automatiza e suporta a realização de tarefas intelectuais e portanto, é potencialmente relevante para qualquer esfera da atividade intelectual humana.

No campo da Educação, a Inteligência Artificial tem sido frequentemente utilizada na criação de sistemas (tutores) inteligentes. Estes sistemas, ou agentes, captam e armazenam informações sobre os alunos (como por exemplo a lista de conteúdos acessados, a frequência de participação em fóruns, as respostas em exercícios, etc) e são capazes de utilizar essas informações para personalizar o processo de aprendizagem de cada aluno, criando trilhas, exercícios e conteúdos de acordo com os interesses e o desempenho individual.

Com os avanços da IA, finalmente, temos os meios e as capacidades técnicas para que, na maior parte do tempo, o professor esteja focado no planejamento das aulas, tornando-se um curador e organizador dentro da plataforma de diversos conteúdos, exercícios individuais e em grupo, presenciais ou remotos, além de outros materiais educacionais interativos. O professor deve, nesta fase,concentrar-se em entender as necessidades e os perfis dos alunos, bem como prover ferramentas para auxiliá-los a resolver sozinhos os problemas e dificuldades que possam encontrar. Tudo isso pode ser feito no início do ano letivo ou constantemente, pouco antes de cada módulo ou disciplina, de uma maneira fácil e intuitiva para o professor.

Em seguida, durante o processo de aprendizado propriamente dito, o professor passará a ter um papel secundário. Os alunos interagindo entre si e com o próprio sistema é que devem selecionar como o aprendizado se dará, dentro das opções e direcionamentos programados pelo professor. Cabe aos agentes inteligentes e tutores virtuais acompanharem o aluno nessa jornada, personalizando a experiência e fornecendo feedbacks, de modo a direcionar o aluno para a busca de novos conhecimentos. É óbvio que para isso, o sistema irá se basear em técnicas avançadas de Inteligência Artificial, Big Data para executar o planejamento de aulas e exercícios, de acordo com as diretrizes e recursos estabelecidos pelo professor na fase anterior.

Por fim, o sistema pode oferecer relatórios de desempenho para que o professor acompanhe de perto o progresso dos alunos ( individualmente e por turma) e, se necessário, retome e melhore determinado conteúdo, ajustando ou inserindo novas atividades na plataforma ou presencialmente.

Com ajuda da Inteligência Artificial, o professor pode ter um papel bem diferente do qual estamos acostumados. De detentor do conhecimento e expositor em aulas coletivas, o professor pode virar um planejador de aulas e gestor de tutores virtuais inteligentes, acompanhando os alunos através da plataforma, planejando, melhorando e incluindo opções de conteúdo, trilhas de conhecimento e exercícios personalizáveis. De dono da verdade, ele passa a ser um facilitador, gerente de projetos e guia na jornada do aprendizado e do aprender a aprender.

A necessidade de Preparo

Esta revolução já está em progresso e ambientes educacionais personalizáveis já tornaram-se realidade em diversos lugares. Por exemplo, a prefeitura de Nova York, que possui a rede com o maior número de escolas públicas nos Estados Unidos, está apostando nos benefícios dos Sistemas Inteligentes. A plataforma iLearnNYC foi lançada em 2011 pelo Departamento de Educação de Nova York e inicialmente atendeu a cerca de 1,1 milhão de estudantes no projeto-piloto, que envolveu 40 escolas. Os resultados foram tão positivos que em 2013 o sistema foi expandido para mais de 250 instituições de ensino da cidade. Os alunos podem utilizar a plataforma tanto para realizar cursos extracurriculares quanto de recuperação.

Outro exemplo de ambiente personalizável foi o construído pela Khan Academy. A Khan é uma empresa sem fins lucrativos que oferece exercícios, vídeos de instrução e um painel de aprendizado personalizado, habilitando os estudantes a aprenderem no seu próprio ritmo, dentro e fora da sala de aula. Em sua plataforma, a Khan aborda disciplinas como matemática, ciência, programação de computadores, história, história da arte e economia, entre outras.

Apesar de já existirem estas e tantas outras iniciativas utilizando ambientes de aprendizado personalizáveis e com IA, pesquisas recentes mostram que poucos programas de formação estão preparando os professores para estes novos modelos educacionais. No Brasil, precisamos preparar e apoiar os professores nestas mudanças, se quisermos atingir um modelo de educação de qualidade, formando alunos motivados e aptos para encarar as mudanças e desafios do século XXI.

Referências

Saraiva, Terezinha. “Educação a distância no Brasil: lições da história.” Em aberto 16.70 (2008).

Freire, P. A. U. L. O. “Educação ‘bancária’ e educação libertadora.” Introdução à psicologia escolar 3 (1997): 61–78.

Russell, Stuart J., e Peter Norvig. “Artificial Intelligence: A Modern Approach.”, 2a. edição (2002)

Thompson, Clive. “How Khan Academy is changing the rules of education.” Wired Magazine 126 (2011): 1–5.

Darrow, Rob, Bruce Friend, e Allison Powell. “A Roadmap for Implementation of Blended Learning at the School Level: A Case Study of the iLearnNYC Lab Schools.” International Association for K-12 Online Learning (2013).

Henrique Borges tem mestrado em Inteligência Artificial pelo Centro de Informática da UFPE e MBA em Gestão Estratégica de Pessoas pela FGV, com foco em avaliação, treinamento e desenvolvimento para a Geração Y. Atualmente, trabalha como consultor e líder técnico no CESAR.