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REQUALI : um sistema de recomendação por qualidade percebida de objetos de aprendizagem por competências a partir dos estados de ânimo dos alunos
No full textA presente pesquisa analisou a recomendação de objetos de aprendizagem (OAs) por competências, a partir da colaboração baseada na avaliação pela qualidade percebida dos objetos de aprendizagem utilizados, considerando os estados de ânimo dos alunos. Neste sentido, a pesquisa visou desenvolver e validar um sistema de recomendação por qualidade percebida de objetos de aprendizagem por competência, que considera o estado de ânimo do aluno, denominado Requali. Este agregou os estados de ânimo dos usuários e a avaliação de qualidade percebida ao processo de recomendação de objetos de aprendizagem por competências. Os sistemas de recomendação integram processos que permitem caracterizar o perfil do usuário, as características do objeto e a avaliação do que está sendo disponibilizado. Assim, a fundamentação teórica inclui a recomendação de objetos de aprendizagem; os estados de ânimo dos usuários; e a avaliação de qualidade percebida. Para a recomendação de OAs, adotaram-se os estudos de Cazella, Nunes e Reategui (2010) sobre a relevância e as características dos sistemas de recomendação; e de Cazella et al. (2012) que tratam do RecOAComp como sistema de recomendação de objetos de aprendizagem por competências. Acerca dos estados de ânimo, incluíram-se o trabalho de Bercht (2001), sobre a essencialidade da afetividade no processo de ensino; e o de Longhi (2011), sobre o mapa afetivo como funcionalidade do Ambiente Virtual de Aprendizagem ROODA (Rede Cooperativa de Aprendizagem) para reconhecimento dos estados de ânimo. Por fim, utilizou-se a teoria da qualidade percebida desenvolvida por Oliver (1997), que trata das expectativas, das percepções e da avaliação da qualidade percebida pelos sujeitos. A pesquisa possibilitou a construção da estrutura de uma Matriz que foi utilizada posteriormente no Requali. Os critérios utilizados (expectativa, percepção e qualidade percebida) foram identificados na literatura e discutidos por um grupo focal de professores de Administração. O sistema Requali foi desenvolvido com tecnologia PHP, CSS e banco de dados MySQL. Ele foi validado por meio de um curso de extensão oferecido para alunos de graduação de Administração. Os alunos apontaram que o sistema fornece disponibilizações adequadas. Entretanto destacaram limitações de uso referentes ao reconhecimento de conceitos presentes na interface do sistema e na recuperação de informações, apesar de terem caracterizado o Requali como atrativo, fácil de usar e motivador. Assim, constatou-se que o Requali ao associar a avaliação pela qualidade percebida, baseada na Matriz Requali, e os estados de ânimos dos alunos para a recomendação de OAs por competências oferece itens disponibilizados que se aproximam dos interesses dos alunos.This research analyzed the recommendation of learning objects (LO) by competence from the contribution based on the perceived quality evaluation of the learning objects that have been used, considering students’ state of mood. In this sense, the research aimed at developing and validating a recommendation system by perceived quality of learning objects, which considers students’ state of mood, that is named Requali. This system has associated users’ states of mood and perceived evaluation in the recommendation process of learning objects by competencies. Recommender systems integrate processes that allow the characterization of the user’s profile, the object’s characteristics and the evaluation of what is made available. Thus the theoretical framework includes learning objects recommendation; users’ states of mood; and the assessment of the perceived quality. For LO recommendation, we adopted the studies of Cazella, Nunes and Reategui (2010) on the relevance and characteristics of recommender systems; and the studies of Cazella et al. (2012) that approaches the RecOAComp as a learning objects recommender system by competencies. Regarding states of mood, we included the work of Bercht (2001) on the essentiality of affectivity in the teaching process; and Longhi’s work (2011) on the emotional map as a functionality of the ROODA (Learning Cooperative Network) Learning Virtual Environment for states of mood recognition. Finally, we used the perceived quality theory developed by Oliver (1997), which approaches the subject’s expectations, perceptions and assessment of the perceived quality. The research enabled the construction of the structure of a matrix which was subsequently used in Requali. The used criteria (expectation, perception and perceived quality) were identified in the literature and discussed by a focus group with business administration professors. Requali system was developed with PHP, CSS and MySQL database. It has been validated by an extension course offered for Business Administration undergraduate students. The students have pointed out that the system provides appropriate recommendations. However, they have highlighted limitations of use regarding concepts recognition in the system’s interface and information retrieval, although they have also characterized Requali as attractive, easy to use and motivating. Thus it was found that Requali, associating perceived quality evaluation based on the Requali Matrix with the students’ states of mood for LO recommendation by competencies,offers available items that are close to student’s interests.Esta investigación examinó las recomendaciones de los objetos de aprendizaje de competencias (los) de la colaboración basada en la evaluación de la calidad percibida de los objetos utilizados aprendizaje, teniendo en cuenta los estados de ánimo de los estudiantes. En este sentido, la investigación tuvo como objetivo desarrollar y validar un sistema de recomendación de calidad para la competencia percibida por los objetos de aprendizaje, de los objetos de aprendizaje (OAs) por competencia, que considera el estado de ánimo del estudiante llamado Requali. Este añadió los estados de ánimo de los usuarios y la evaluación de la calidad percibida en el proceso de recomendación de los objetos de aprendizaje por competencias. Los sistemas de recomendación se integran procesos que permiten caracterizar el perfil de lo usuario, las características del objeto y la evaluación de lo que se está poniendo a disposición. Así, el marco teórico incluye la recomendación de objetos de aprendizaje; estados de ánimo de los usuários; y la evaluación de la calidad percibida. Hacia la recomendación de los OAs, fueron adoptdos los estudios de Cazella, Nunes y Reátegui (2010) acerca de la importancia y las características de los sistemas de recomendación; y Cazella et al. (2012), relativo a ló RecOAComp como sistema de recomendación de objetos de aprendizaje por competencias. En cuanto a los estados de ánimo, se incluye el trabajo de Bercht (2001) sobre la esencialidad de la afectividad en el proceso de enseñanza; y Longhi (2011), sobre el mapa afectivo como la funcionalidad del Entorno Virtual de Aprendizaje ROODA (Red de Aprendizaje Cooperativa) para el reconocimiento de los estados de ánimo. Por último, se utilizó la teoría de la calidad percibida desarrollada por Oliver (1997), que se ocupa de las expectativas, las percepciones y la evaluación de la calidad percibida por los sujetos. La investigación permitió la construcción de la estructura de una matriz que fuera utilizada posteriormente en ló Requali. Los critérios utilizados (expectativa, la percepción y la calidad percibida) fueron identificados en la literatura y discutidos por um grupo focal de profesores de Gestión. El sistema Requali fue desarrollado con tecnología PHP, CSS y banco de datos MySQL. Fue validado por un curso de extensión ofrecido para estudiantes universitarios de Administración. Los estudiantes señalaron que el sistema proporciona disponibilizaciones apropiadas. Sin embargo han resaltado las limitaciones de uso para el reconocimiento de los conceptos presentes en la interfaz del sistema y la recuperación de información a pesar de que caracterizarán lo Requali como atractivo, fácil de usar y motivador. Por lo tanto, se encontró que el Requali asociando la evaluación por parte de la calidad percibida en base a la matriz Requali, y los estados de ánimo de los estudiantes para la recomendación de OAs por la competencia ofrece los elementos disponibles que se cercan de los intereses de los estudiantes
Presença plus : modelo de identificação de presença social em ambientes virtuais de ensino e aprendizagem
No full textEste trabalho de tese apresenta o Modelo Presença Plus (PPlus) para identificação de pistas textuais denotadoras de presença social em interações discursivas feitas por alunos em fóruns e chats educacionais. O grau de presença social (PS) é um indicativo de como os sujeitos interagem entre si e com o ambiente de aprendizagem; sendo considerado, na literatura, significativo para o desenvolvimento de relacionamentos e fortalecimento de sentimento de pertencimento no grupo. O trabalho se baseia na vertente Pragmática da Linguística, campo que enfatiza a importância de se considerar o contexto de produção dos eventos comunicativos e a dinâmica dialógica entre os interlocutores. Considerando que o mapeamento das interações dos discentes para detectar e avaliar seu grau de presença pode se constituir uma tarefa complexa e morosa para tutores de cursos a distância, desenvolveu-se um software para realizar o processamento automático das mensagens eletrônicas visando torná-lo uma funcionalidade a ser adicionada a ambientes virtuais de ensino e aprendizagem (AVEAs). Apesar de alguns impasses referentes, particularmente, aos aspectos sintáticos dos textos, os resultados obtidos no processamento, por lexicometria, das postagens foram satisfatoriamente semelhantes aos levantados na análise manual. O modelo PPlus e a escala de graus de PS foram também testados em um segundo ambiente disponibilizado na plataforma Moodle, tendo apresentado resultados equivalentes. A sondagem com professores e tutores de cursos a distância forneceu dados que corroboram a proposta de uma ferramenta a ser inserida em AVEAs de modo a facilitar o acompanhamento de estados afetivos, grau de envolvimento e interação entre os participantes no e com o ambiente.This thesis presents Presence Plus (PPLus), a model for identifying indicators of social presence in text-based interactions made by students in educational forums and chats. The degree of social presence (SP) can be an indicator of how individuals interact among themselves and with the learning environment, and is considered by the literature to be relevant for the development of relationships and the strengthening of the sense of belonging in the group. This study is based on Pragmatics, an area of Linguistics that emphasizes the importance of the context in communicative events and the dialogic dynamics among speakers. Considering that mapping students’ interactions, as well as detecting and evaluating their degree of SP, may be a complex and time-consuming task in distance learning tutoring, a software was developed to do the automatic processing of posts, aiming at making it a possible functionality in virtual learning environments (VLEs). Despite the few conflicting results, mostly related to textual syntactic relations, data from processing tests using lexicometrics were satisfactorily similar to those obtained by manual analysis. The PPlus model and the SP scale were also tested in a different course in the Moodle platform. Results from this experiment presented equally positive data. Feedback from the questionnaire answered by teachers and tutors working in distance learning courses support the proposal of a tool that may facilitate their assessment of affective states, involvement and text-based interaction dents within the environment
Em direção à formação otimizada de grupos para a aprendizagem colaborativa
No full textA presente tese consiste numa investigação teórica-experimental quali-quantitativa de caráter interdisciplinar, que busca compreender de que maneira combinações de perfis de alunos, baseado na sua própria avaliação de comportamento psicológico (perfis de autorrelatos) esperança, autoestima e autoeficácia, são mais adequadas na promoção da aprendizagem colaborativa mais efetiva, assim como no desenvolvimento de um modelo de tecnologia baseado em agentes, denominado Sistema-Multiagente Hermes (SMAHermes), capaz de apoiar a formação otimizada de grupos para a aprendizagem colaborativa. A metodologia de pesquisa contempla três experimentos realizados no AVEA MOODLE/CINTED/UFRGS, a partir dos quais valida-se o modelo SMA-Hermes concebido. A amostra utilizada nos experimentos foi composta de trinta e seis alunos (faixa etária média de dezoito anos), do curso de Engenharia de Computação, da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA), referente às disciplinas de Matemática Discreta e Estrutura de Dados Avançados. Considerando os perfis de autorrelatos dos alunos, composições de grupos de forma aleatória (randômica), pelo sistema (a partir da formação desejada pelo professor) e livre (os alunos escolhem seus próprios pares) foram testadas Variáveis como PMOA (Pontuação Máxima Obtida na Atividade), TRA (Tempo de Realização da Atividade) e PCGj (Potencial de Colaboração de Grupo) foram criadas, de modo a expressarem ou predizerem os comportamentos colaborativos dos grupos. Ao final dos experimentos foi aplicado um teste sociométrico com o objetivo de identificar afinidades sociais em função dos perfis de autorrelatos esperança, autoestima e autoeficácia dos alunos. Os resultados se mostram satisfatórios em relação à melhoria dos desempenhos de grupos em contextos de aprendizagem colaborativa quando se considera a tupla (PCGj; PMOA). Constatou-se, também, através dos resultados, que os melhores desempenhos de grupos colaborativos foram alcançados através de formações de grupos de forma aleatória, ressaltando que mesmo o mínimo desempenho de grupo obtido por meio desta formação ainda assim foi positivo. Do teste sociométrico aplicado, pode-se extrair características preponderantes dos pares afins, de forma que estas informações auxiliem no desenvolvimento de um modelo ontológico de colaboração e assim apoiar na definição de Papéis do aluno Vs. Perfis de autorrelatos para contextos de aprendizagem colaborativa.This thesis consists of a theoretical-experimental quali-quantitative research that seeks to understand how combinations of student profiles, based on their own evaluation of psychological behavior (self-report profiles), hope, self-esteem and self-efficacy, are more suitable in promoting more effective collaborative learning, as well as in the development of an agent-based technology model, called Hermes Multi-Agent System (Hermes-MAS), capable of supporting the optimized groups formation for collaborative learning. The research methodology includes three experiments carried out in MOODLE / CINTED / UFRGS VLE, from which the conceived Hermes-MAS model is validated. The sample used in the experiments was composed of thirty-six students (18 years of average age range), from the State University of Maranhão (UEMA), all of which were attending the same Discrete Mathematics and Advanced Data Structure classes. Considering the students self-report profiles, group compositions in a random system (based on the teacher's desired formation) and free (where students chose their own peers) were tested Variables such as MSOA (Maximal Score Obtained in the Activity), ART (Activity Realization Time) and GCPj (Group Collaboration Potential) were established in order to express or predict the group’s collaborative behaviors. At the end of the experiments, a sociometric test was applied with the objective of identifying social affinities according to the self-report profiles hope, self-esteem and self-efficacy of the students. The results are satisfactory in relation to the improvement of group performances in collaborative learning contexts when considering the tuple (GCPj; MSOA). It was also verified through the results that the best performances of collaborative groups were achieved through group formations in a random manner, emphasizing that even the minimal group performance obtained through this training was still positive. From the applied sociometric test, one can extract preponderant characteristics of the related pairs, so that this information helps in the development of an ontological model of collaboration and thus supports the definition of Student roles Vs. Self-report profiles for collaborative learning contexts
Ensino de algoritmos : detecção do estado afetivo de frustração para apoio ao processo de aprendizagem
No full textEsta tese apresenta uma pesquisa para detectar os alunos que evidenciam sinais de frustração em atividades de ensino e de aprendizagem na área de Algoritmos, para então, auxiliá-los com ações proativas de apoio. A motivação para o desenvolvimento deste trabalho advém da dificuldade dos alunos na aprendizagem dos conceitos e técnicas de construção de Algoritmos, que se constitui num dos principais fatores que levam os cursos de formação em Computação a atingir altas taxas de evasão. Na busca por diminuir tal evasão, esta pesquisa destaca a importância de considerar os estados afetivos dos alunos, procurando motivá-los a estudar e resolver suas dificuldades de entendimento da resolução de problemas usando como suporte os sistemas computacionais. Para fins de validação da pesquisa foi construída uma ferramenta para: a) inferir o estado afetivo de frustração do aluno durante a resolução dos exercícios de Algoritmos, b) ao detectar sinais associados à frustração, apresentar recursos de apoio ao aprendizado do aluno. A inferência da frustração ocorre a partir da análise das variáveis comportamentais produzidas pelas interações dos alunos com a ferramenta. O apoio consiste na exibição de um tutorial com a resolução passo a passo do exercício no qual o aluno apresenta dificuldades e na recomendação de um novo exercício com níveis de complexidade mais lineares aos conceitos trabalhados até aquele ponto da disciplina. A partir destas ações, pretende-se auxiliar a fazer com que a frustração do aluno possa ser transformada em uma oportunidade de aprendizado. Estudos de Caso foram realizados com alunos de Algoritmos do curso de Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas da Faculdade de Tecnologia Senac Pelotas durante os anos de 2011 e 2012. Para identificar os padrões de comportamento dos alunos foram utilizadas técnicas de Mineração de Dados. Os resultados dos experimentos demonstraram que evidências como, o alto número de tentativas de compilação de um programa sem sucesso, o grande número de erros em um mesmo programa ou a quantidade de tempo gasto na tentativa de resolver um algoritmo, podem estar relacionadas ao estado de frustração do aluno. Além disso, em um dos experimentos foi realizado um comparativo de pré e pós-teste que demonstrou importantes avanços no aprendizado dos alunos participantes da pesquisa.This thesis presents a research work on the detection of students who show signs of frustration in learning activities in the area of algorithms, to then assist them with proactive support actions. Our motivation for the development of this work comes from students' difficulty in learning the concepts and techniques for building algorithms, which constitutes one of the main factors for the high dropout rates of computing courses. With the intent of giving a contribution to the reduction of such evasion, this research highlights the importance of considering students' affective states, trying to motivate them to study and work out their difficulties, with the assistance of computer systems. For research validation purposes, a tool was built to: a) infer the student’s affective state of frustration while solving exercises of algorithms; b) detect signs associated with frustration, to provide resources to support student learning. The inference of frustration comes from the analysis of behavioral variables produced by the interactions of students with the tool. The support consists in displaying a tutorial with a step by step solution for the exercise in which the student shows difficulties, and the recommendation of a new exercise with more linear levels of complexity than the concepts worked until that point in the course. With these actions, our intention is to turn student's frustration into a learning opportunity. Case studies were conducted with students of Algorithms at the Faculty of Technology Senac Pelotas, in 2011 and 2012. Data mining techniques were used to identify patterns of student behavior. The experiment results showed that evidence such as the high number of attempts to compile a program without success, the large number of errors in a program or even the amount of time spent trying to solve an algorithm, might be related to the student’s frustration state. Additionally, a pre and post-test comparison showed significant progress in students' learning
Estratégia de ensino e aprendizagem ativa aplicada ao aprendizado de algoritmos e programação : identificação e análise da motivação dos estudantes
No full textEsta tese investigou estratégias para melhorar o processo de aprendizagem, que contribuam para reduzir os índices de reprovação e para desenvolver de forma mais efetiva as habilidades associadas à programação de computadores, com o apoio da percepção da dimensão afetiva do aluno, através do reconhecimento da motivação expressa por comportamentos dos alunos em interação. A justificativa para desenvolver esta investigação se origina da dificuldade enfrentada por estudantes em disciplinas de programação, que compõe os cursos de formação da área de computação, que apresentam, em sua maioria, altos índices de reprovação ou desistência. Diante das dificuldades em disciplinas introdutórias de programação, é comum perceber que os estudantes apresentam baixo esforço ou baixa confiança o que leva a uma desmotivação e consequentemente um desempenho abaixo do esperado. Serão apresentados os resultados da aplicação de um método baseado na problematização, e o desenvolvimento e validação de um modelo para o reconhecimento da motivação percebida do estudante. Para atingir os objetivos foi utilizada uma abordagem de pesquisa de natureza aplicada e experimental, baseada em métodos qualitativos, composta por um estudo piloto exploratório e um estudo de caso dos quais participaram 68 estudantes. A realização do estudo piloto demonstrou a viabilidade do método da problematização e a possibilidade de coletar dados para identificar a confiança e o esforço como componentes da motivação, dos estudantes. Para suportar a coleta de dados e a aplicação do método de ensino foi desenvolvido um sistema de apoio denominado PROALG (Problematização Aplicada ao ensino de Algoritmos e programação), que foi empregado para a resolução das atividades. Técnicas computacionais baseadas na mineração de dados educacionais, especialmente as Redes Bayesianas, foram utilizadas para desenvolver o modelo que permitiu determinar os níveis de confiança e esforço para cada atividade e para o estudante. Posteriormente, foi implementado um módulo que utilizou as Redes Bayesianas para determinar a probabilidade dos níveis de esforço e confiança serem categorizado como alto ou baixo. Durante o estudo piloto e o estudo de caso foram aplicados questionários para autorrelato por parte dos estudantes, cujos resultados demonstraram níveis satisfação superiores a 70%, tanto em relação ao método de ensino, quanto ao sistema de apoio. Constatou-se que os princípios adotados na classificação dos estudantes no modelo afetivo se mostraram coerentes com o autorrelato. Os resultados demonstraram também que o uso da problematização aliado ao reconhecimento a motivação é importante para o desenvolvimento de ações que visam estimular uma participação mais ativa e para o incremento da motivação dos estudantes durante a realização das tarefas. Os níveis de motivação mostrados no modelo podem complementar as observações e a percepção do professor e contribuir para identificar os estudantes que necessitam de um maior apoio e estímulo em sua aprendizagem.This thesis investigated strategies to improve the learning process, which contribute to reduce failure rates and to more effectively develop the skills associated with computer programming with the support of the student's affective dimension perception, through the recognition of the motivation expressed by interacting students' behaviors. The rationale for developing this research originates from the difficulty faced by students in programming disciplines, which compose the courses in the computing area which, for the most part, present high failure or withdrawal rates. Faced with difficulties in introductory programming disciplines, it’s common to see that students exhibit low effort or confidence which leads to demotivation and therefore underperformance. The results of the application of a method based on the problematization will be presented, and the development and validation of a model for the recognition of the student's perceived motivation. In order to reach the goals, an applied and experimental research approach was used, based on qualitative methods, composed of a pilot exploratory study and a case study in which 68 students participated. The pilot study demonstrated the feasibility of the problem-solving method and the possibility of collecting data to identify confidence and effort as components of student motivation. To support data collection and application of the teaching method, a support system was developed called PROALG (Problematization Applied to Algorithms and Programming), which was used to solve the activities. Computational techniques based on the mining of educational data, especially the Bayesian Networks, were used to develop the model that allowed to determine the confidence and effort levels for each activity and for the student. Subsequently, a module was implemented that used the Bayesian Networks to determine the probability of levels of effort and confidence being categorized as high or low. During the pilot study and the case study were applied to the students questionnaires for self-report, whose results showed satisfaction levels above 70%, both in relation to the teaching method and the support system. It was verified that the principles adopted in the the student’s classification in the affective model were shown to be consistent with self-report. The results also showed that the use of problematization combined with the motivation recognition is important for the development of actions that aim to stimulate a more active participation and to increase students' motivation during the accomplishment of the tasks. The levels of motivation shown in the model can complement teacher observations and perceptions and contribute to identify students who need more support and encouragement in their learning
Em direção a agentes pedagógicos com dimensões afetivas
No full textO contexto desta tese é a Inteligência Artificial aplicada à Educação, especificamente a área dos Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Apesar das características multidisciplinares e interdisciplinares, a preocupação maior do trabalho se dá quanto aos aspectos computacionais. A multidisciplinaridade está na relação entre os aspectos educacionais, filosóficos e psicológicos inerentes a toda construção de um software educacional, e a interdisciplinaridade acontece no relacionamento da IA com a Informática na Educação. Esta tese propõe o uso de aspectos afetivos como apoio à decisão de ação por parte de um STI. As nossas hipóteses fundamentais são: um sistema de ensino e aprendizagem computacional deve levar em consideração fatores afetivos tornando mais flexível a interação; e a arquitetura de um sistema computacional de interação em tempo real com agentes humanos deve prever explicitamente, em sua arquitetura básica, as crenças e o raciocínio afetivos. Para demonstrar essas idéias, foi definida uma arquitetura para apoiar um STI de modo a reconhecer alguns fatores afetivos, representativos de estratégias de ação de agentes humanos em interação com sistemas. Esse reconhecimento é realizado através de construções retiradas dos comportamentos observáveis do agente humano em contextos determinados. A arquitetura prevê um Sistema Multiagente para executar a percepção de fatores afetivos e da conduta do aluno em interação e de um agente pedagógico, representando o tutor. O agente tutor é modelado através de estados mentais e é responsável pelo raciocínio de alto nível. O modelo computacional de agentes de Móra [MÓR2000] foi utilizado para implementar o “kernel cognitivo” (termo cunhado por Móra e Giraffa [GIR99] que designa a parte responsável pela deliberação). O “kernel cognitivo” decide que ações tomar para um conjunto de características de uma avaliação pedagógica. A utilização de fatores afetivos e da avaliação cognitiva de situações emocionais permite a flexibilização das estratégias quanto à adaptabilidade a agentes humanos. Particularmente, foi adotado o enfoque cognitivo para análise de situações, baseado em teorias cognitivistas sobre emoções. O uso de tecnologia multiagente, no enfoque mentalístico, especificamente BDI (Belief, Desire, Intention) e da ferramenta X-BDI, permite a formalização e construção de um tutor atuante na avaliação pedagógica. A modelagem do aluno passa a ser constituída de aspectos qualitativos e quantitativos. Estudos de casos são apresentados, em situações que consideram os fatores afetivos e nas mesmas situações sem estas considerações. As decisões do tutor para agir são analisadas e confrontadas. Os resultados mostram um impacto positivo na adaptabilidade e ação pedagógica do tutor, sendo coerente com as teorias modernas [SAL97],[DAM2000] sobre as emoções que as consideram partes fundamentais para agir. A maior contribuição desta tese está na agregação de raciocínio sobre a afetividade envolvida em situações de ensino aprendizagem de agentes humanos e artificiais e avança dentro da perspectiva de pesquisa do grupo de IA da UFRGS, quanto ao desenvolvimento de Ambientes de Ensino e Aprendizagem modelados com tecnologia multiagente, com o uso da metáfora de estados mentais
Mapeamento de aspectos afetivos em um ambiente virtual de aprendizagem
No full textEsta tese apresenta mecanismos computacionais concebidos para reconhecer e inferir estados de ânimo de alunos em interação num ambiente virtual de aprendizagem (AVA). A pesquisa, tendo por base investigações interdisciplinar – Educação, Psicologia Cognitiva e Computação Afetiva (CA) –, apresenta, a título de problema central, o de como alcançar tais objetivos. A Psicogenética Construtivista, base teórica que fundamenta o exame dos aspectos afetivos envolvidos nos processos de aprendizagem, responde pela concepção epistemológica interacionista do AVA ROODA, ambiente de aplicação da pesquisa. A dimensão afetiva é examinada sob a perspectiva cognitivista associada à teoria de appraisal, em especial no que diz respeito ao modelo de Scherer, que tem por finalidade distinguir os diferentes fenômenos afetivos. No que tange à CA, área em torno da qual vêm sendo desenvolvidos estudos que buscam inferir, avaliar e tomar decisões sobre o estado cognitivo-afetivo do aluno, dois aspectos são considerados. De um lado, a análise de como se processa a interação do aluno com o sistema em função de sinais obtidos do comportamento observável no ambiente. De outro, como proceder ao reconhecimento da subjetividade a partir de materiais textuais. Projetos experimentais de CA vêm evidenciando o quanto, no âmbito cognitivo, o reconhecimento da afetividade assume novos contornos. A hipótese de estudo, a de que os estados de ânimo de um aluno podem ser reconhecidos em AVA através de um modelo computacional que inter-relacione fatores de personalidade e de comportamento, pôde ser confirmada, para isso concorrendo o emprego da técnica de redes bayesianas. A opção pelo fenômeno afetivo estado de ânimo, embasada na revisão da literatura, justifica-se por constituir um dos aspectos afetivos mais representativos no ambiente escolar, com respeito ao qual cumpre considerar duas classes de estados de ânimo: animação e satisfação. A Roda dos Estados Afetivos é o espaço de representação para o mapeamento de ambas as classes. Tendo em conta a interdisciplinaridade da pesquisa, e no intuito de identificar os estados de ânimo nas interações de alunos em AVA, construiu-se uma nova funcionalidade para o AVA ROODA, denominada ROODAafeto. Identificar os estados de ânimo em AVA significa ampliar o leque de comunicação professor-aluno, de modo a que não somente os aspectos cognitivos, mas também os afetivos sejam considerados. Em síntese, através dessa funcionalidade, pretende-se proporcionar meios, a partir dos quais seja possível obter informações associadas à vivência afetiva do aluno, notadamente em relação ao ensino não presencial.This dissertation presents computing mechanisms conceived in order to get to know and infer students’ mood states when interacting in a virtual learning environment (VLE). The research, based on interdisciplinary studies – Education, Cognitive Psychology, and Affective Computing (AC) –, presents, as its main research problem, the aim of reaching such objectives. Constructivist psychogenetics, theoretical foundation for the examination of affective aspects involved in learning processes, is responsible for the interactionist epistemological conception of the ROODA VLE, the application environment for the research. The affective dimension is examined under the cognitive perspective associated to the appraisal theory, mainly regarding Scherer’s model, which aims to distinguish the different affective phenomena. Concerning AC, area that comprises studies developed in order to infer, assess, and take decisions about the student’s affective-cognitive status, two aspects are considered. On the one hand, the analysis of how the interaction of the student with the system is processed was carried out, based on signals obtained from the observable behavior in the environment. On the other hand, it was analyzed how to proceed when recognizing the subjectivity from textual materials. AC experimental projects have evidenced how much, in the cognitive sphere, the recognition of affectivity assumes new forms. The study hypothesis that a student’s mood state can be recognized in a VLE by means of a computing model that inter-relates personality and behavior factors could be confirmed, and for this purpose a Bayesian network technique was used. The option for the affective phenomena mood state, based on the literature review, is justified by the fact that it is one of the most representative affective aspects in the educational environment. With this regard, two types of mood states are considered: being interested and being satisfied. Wheel of Afffective States is the space of representation for the mapping of both types. Considering the interdisciplinarity of the research, and with the purpose of identifying the mood states in the students' interactions in a VLE, a new functionality for the ROODA VLE, called ROODAafeto was developed. Identifying mood states in VLE means to amplify the possibility of teacher-student communication so that affective aspects are also considered besides cognitive aspects. In short, the use of this functionality aims to provide means to obtain information associated with the student’s affective experience, mainly in relation to non-presential education.Esta tesis presenta mecanismos computacionales diseñados para reconocer e inferir los estados de ánimo de los estudiantes en la interacción en un entorno virtual de aprendizaje (AVA). La investigación, basada en estudio interdisciplinar - Educación, Psicología Cognitiva y Computación Afectiva (CA) - presenta, como problema central, de qué modo alcanzar estos objetivos. La Psicogenética Constructivista, base teórica que se basa en el examen de los aspectos afectivos implicados en los procesos de aprendizaje, responde por la concepción epistemológica interaccionista de AVA ROODA, ambiente de ejecución de la investigación. La dimensión afectiva es examinada desde la perspectiva cognitivista asociada con la teoría de appraisal, en particular en lo que respecta al modelo de Scherer, que tiene por finalidad distinguir los diferentes fenómenos afectivos. Desde el punto de vista de la CA, la zona en torno a los cuales se han desarrollado estudios que buscan inferir, evaluar y tomar decisiones acerca del estado cognitivo-afectivo del alumno, se consideran dos aspectos. Por un lado, el análisis de cómo se procesa la interacción del alumno con el sistema en función de las señales obtenidas del comportamiento observado en el ambiente. Por otra parte, como proceder al reconocimiento de la subjetividad desde los materiales textuales. Proyectos experimentales en CA han confirmando cuanto, en la magnitud cognitiva, el reconocimiento de la afectividad asume nuevos contornos. La hipótesis del estudio, en la que los estados de ánimo de un alumno puede ser reconocida en AVA mediante un modelo computacional que interrelacione factores de la personalidad y del comportamiento, se pudo confirmar, para tanto concurriendo el empleo de la técnica de redes bayesianas. La elección por el fenómeno afectivo estado de ánimo, embasada en la revisión de la literatura, se justifica por constituir uno de los aspectos afectivos más representativos en el entorno escolar, por lo que respecta considerar dos clases de estados de ánimo: animación y satisfacción. El Círculo de los Estados Afectivos es el espacio de representación para el mapeo de ambas clases. Teniendo en cuenta la interdisciplinariedad de la investigación, y el objetivo de identificar los estados de ánimo en las interacciones de los alumnos en AVA, se construyo una nueva funcionalidad para AVA ROODA, llamada ROODAafeto. Identificar los estados de ánimo en AVA significa una ampliación del rango de comunicación profesor-alumno, de modo que no sólo los aspectos cognitivos, sino también los afectivos se tienen en cuenta. En resumen, por medio de esta funcionalidad, se intenta proporcionar los medios, a partir de los cuales sea posible obtener información relacionada con la experiencia afectiva de los alumnos, especialmente en relación con la enseñanza no presencial
Towards a Model that Considers the Student's Affective Dimensions in Intelligent Learning Environments
No full textThis chapter introduces the affectivity as decision support to the action of tutor agent. It argues that computational teaching system should take into account affective factors to do the interaction more flexibly; and that a computational architecture interacting with humans must explicitly preview beliefs and affective reasoning. It is defined as an architecture to support an agent in a way of recognizing some affective factors that represent action of humans in interaction with artificial agents. The agent is modelled through mental states and is responsible for high-level reasoning. It is presented that the cognitive evaluation of emotional situations allows more flexible actions of a system due to its adaptability to human agents. Furthermore, the author hopes that these studies will also bring contributions about which and how emotions are really involved in teaching and learning situations where one of the partners is an artificial agent.</jats:p
Visualização computacional como apoio à identificação do interesse do aluno em ambientes de EAD
No full textEste estudo apresenta uma investigação de como o uso das técnicas de Visualização Computacional (VC) podem servir no apoio à identificação do interesse do aluno em ambientes de Educação a Distância (EaD). Esta pesquisa se fundamenta nas premissas de que grande parte da comunicação ocorre através da Comunicação Não-Verbal e o estado afetivo de interesse pode ser reconhecido através da visualização interpessoal. Na realização deste trabalho, foi necessária uma revisão da literatura relacionada aos temas Afetividade, especificamente, Estado Afetivo de Interesse, Comportamento Visualizável, Comunicação Não Verbal, Análise de Expressões Faciais, Análise de Gestos e Posturas, Cognição e Técnicas de Sensoriamento Visual. A teoria da Aprendizagem Significativa responde pela concepção epistemológica, metodológica e experimental. Sob sua ótica foram preparados os materiais didáticos que compuseram os experimentos e o objeto de aprendizagem SQLOA. Foram construídos artefatos de software que apoiam a captura dos vídeos dos alunos durante atividades de aprendizagem e que permitiram a realização dos experimentos. Os artefatos desenvolvidos são: um framework, uma ferramenta e um objeto de aprendizagem, assim denominados: WICFramework, QuizWebcamXML e SQLOA. Eles permitem dotar os ambientes de ensino de mecanismos de Visualização Computacional, razão pela qual foram importantes instrumentos para o alcance dos objetivos propostos. Trinta e um alunos, correspondendo a três turmas da disciplina de Administração para Banco de Dados do Curso de Sistema de Informação do Instituto Federal Fluminense, RJ, foram submetidos ao SQLOA e tiveram sua interação capturada em vídeos. A estratégia metodológica compôs-se do levantamento dos Movimentos Corporais Gestuais e Posturais (MCGPs) visualizáveis, e a associação desses aos Estados Afetivos de Interesse e Tédio, testando e definindo os indicadores teóricos que melhor se aplicam a técnicas de VC em ambientes de EaD. A partir da definição dos principais Indicadores de Interesse, construiu-se um Esquema para Identificação do Interesse e um Modelo para Inferência de Interesse, auxiliando profissionais da educação a aplicarem a técnica.This study presents an investigation on how the use of Computational Visualization (CV) techniques can support the identification of learners’ interest in Virtual Learning Environments (VLEs). The research was based on the premise that communication occurs mostly through non-verbal communication and that the affective state of interest can be identified by interpersonal visualization. For this study, it was necessary to undertake a review of the literature on topics such as Affect, in particular, Affective State of Interest, Visible Behavior, Non-Verbal Communication, Analysis of Facial Expressions, Analysis of Body Gestures and Postures, Cognition, and Visual Sensing Techniques. Principles of the Meaningful Learning Theory were used in the epistemological, methodological and experimental concept of the research theme. This theoretical framework supported the preparation of didactic materials used in the experiments, and the design of the learning object SQLOA. Software artifacts were built to conduct experiments, including video recording of students during learning activities. The following artifacts were developed: a framework (WICFramework), a tool (QuizWebcamXML), and a learning object (SQLOA). Since they can provide VLEs with computational visualization mechanisms, these artifacts were important in reaching the objectives proposed for this study. Thirty-one students, enrolled in the subject Data Bank Management in the Information Systems Course at the Instituto Federal Fluminense, RJ, used SQLOA, and their interaction was captured in videos. The methodological strategy included the observation of Body Gesture and Postural Movements (BGPM), and their association with the Affective States of Interest and Boredom, as well as testing and definition of the theoretical indicators that best support CV techniques in VLEs. Following the definition of the main Indicators of Interest, guidelines were created to assist distance education professionals in the application of such technique
Letramento Praxital : uma abordagem para mobilizar os conhecimentos, habilidades e atitudes do professor na perspectiva de aprimorar sua prática pedagógica mediada pelas TIC.
No full textEsta tese analisa a trajetória do professor da alfabetização ao letramento digital através de um processo de formação continuada em métodos ativos mediados pelas TIC. Inspirados numa experiência de formação de docentes na Colômbia, a pesquisa explora como a formação continuada em métodos ativos mediados pelas TIC poderia estimular a mobilização dos conhecimentos, habilidades e atitudes do professor, na trajetória da alfabetização ao letramento digital a fim de construir práticas pedagógicas inovadoras. No decorrer desse percurso o professor foi observado a partir de duas óticas diferentes, uma primeira ótica é a de competências digitais e outra é a ótica do desempenho do professor em sua prática pedagógica mediada pelas TIC. O desempenho do professor tem sido avaliado historicamente para mensurar suas habilidades didático-pedagógicas, porém, a presente pesquisa além de observar essas capacidades busca reconhecer o estado da arte das competências do professor migrante digital para entender os caminhos de melhoria que ele deve seguir na sua formação continuada em frente às demandas que trazem a crescente presença das TIC dentro da escola e as vantagens oferecidas pelos métodos ativos. Para tanto, foi desenvolvido e testado o modelo de competências COPOMIDI para auxiliar no diagnóstico das competências digitais do professor. Foi construída uma arquitetura pedagógica de um curso na modalidade b-learning e implementada uma proposta de formação continuada em métodos ativos mediados pelas TIC. A etapa experimental foi desenvolvida no contexto da formação de professores durante 2 meses, 4 encontros presenciais e 16 horas de trabalho a distância na plataforma Google Classroom. Na formação os métodos ativos foram objeto de estudo usando a estratégia sala de aula invertida (Flipped Class Room). A partir da análise dos resultados, foi possível constatar que a formação continuada em métodos ativos mediados pelas TIC facilita a trajetória dos professores migrantes digitais da alfabetização ao letramento digital. Adicionalmente, a análise das variáveis “proficiência em competências digitais” e “desempenho docente na prática pedagógica” permitiu construir uma matriz que avalia o grau de “Letramento Praxital”, conceito este que emergiu na pesquisa a partir do cruzamento das competências digitais e o grau de desempenho do professor em sua prática pedagógica mediada pelas TIC. Acredita-se que a pesquisa contribui na concepção de novos programas de formação continuada, na medida em que mostra evidências da mobilização dos conhecimentos, habilidades e atitudes do professor na trajetória desde a alfabetização até chegar ao letramento digital, como produto da abordagem baseado nos métodos ativos mediados pelas TIC. Isso possibilita a articulação das práticas pedagógicas, o ensino e a pesquisa acadêmica com as mudanças de paradigmas necessárias para superar modelos pedagógicos transmissivos que ainda persistem na escola do século XXI.This thesis analyzes the teacher's trajectory of literacy to digital literacy in a process of continuous formation in active methods mediated by ICT. Inspired by an experience of formation teachers in Colombia, the research explores how continuing formation in active methods mediated by ICT could stimulate the mobilization of the teacher's knowledge, skills and attitudes, in the path of digital literacy to critical digital literacy in order to build innovative pedagogical practices. Throughout this course the teacher was observed from two different perspectives that were soon combined in the analysis to answer the research question, the first is the digital competences and the other is the performance of the teacher in his pedagogical practice mediated by ICT Teachers' performance has been historically evaluated to measure their didactic-pedagogical skills. However, the present research, besides measuring these abilities, seeks to recognize the state of the art of digital migrant teacher's competences in order to understand the improvement paths that they must follow in their work. Continuing education facing the demands that bring the growing presence of ICT within the school and the possibilities of active methods. To this end, the COPOMIDI digital competences model was developed and tested to diagnose the teacher's digital competences, a b-learning course pedagogical architecture was built, a proposal for continuous training in ICT-mediated active methods was implemented. The experimental stage was developed in the context of teacher formation for 2 months, 4 face-to-face meetings and 16 hours of distance work on the Google Classroom platform. In formation, the active methods were the object of study using the Flipped Class Room. From the analysis of the results, it was found that continuing education in active methods mediated by ICT facilitates the trajectory of digital migrant teachers from literacy to digital literacy. Additionally, the analysis of the variables “proficiency in digital competences” and “teaching performance in pedagogical practice” allowed the construction of a matrix that evaluates the degree of “Praxital Critical Literacy”, a concept that emerged from the intersection of digital competences and the degree of performance teachers in their ICT-mediated pedagogical practice, to build new and better ways to teach and learn. Research is believed to contribute to the design of new continuing education programs, as it shows evidence of the mobilization of the teacher's knowledge, skills and attitudes along the path from literacy to digital literacy as a product of the method-based approach ICT-mediated assets. This enables the articulation of pedagogical practices, teaching and academic research with the paradigm shifts necessary to overcome communicative pedagogical models that still persist in the 21st century school
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