Modelo de sistema tutorial inteligente para ambientes virtuais de aprendizagem baseado em agentes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2013.A educação assistida por computador é cada vez mais explorada, assim como o uso de ambientes virtuais de aprendizagem. Ambientes virtuais de aprendizagem (AVA) são utilizados tanto no ensino a distância quanto no presencial como ferramenta de apoio aos professores e alunos no processo de ensino-aprendizagem. Os professores conseguem disponibilizar o material, fazer atividades e criar avaliações para os alunos. Porém, esse processo é feito da mesma forma para todos os alunos, sem levar em conta as diferenças entre eles, tanto em desempenho quanto em comportamento no ambiente. A proposta deste trabalho é elaborar um modelo de ambiente inteligente de aprendizagem, inspirado no funcionamento de tutores inteligentes, baseado em agentes, para dar adaptabilidade a ambientes virtuais de aprendizagem distribuídos. Utilizando o AVA Moodle como estudo de caso, levando em conta o desempenho do aluno nas tarefas e atividades propostas pelo professor e acompanhando o acesso dele ao material de estudo. Foi feito um estudo da base de dados do AVA utilizado no estudo de caso, realizada a extensão dessa base de dados, através da criação de novas tabelas e foi também modificado o código da instalação do AVA utilizado a fim de permitir a configuração dos agentes pelos professores, utilizando a interface do AVA. E foram, por fim, implementados os agentes para, através do envio de mensagens aos alunos e da configuração dos recursos e atividades a serem disponibilizados na disciplina, procederem as ações pedagógicas definidas pelo professor, de forma individualizada e adaptativa a cada aluno, em cada disciplina.Abstract : The computer-assisted education is increasingly exploited, as well as the use of Learning Management Systems. Learning Management Systems (LMS) are used in distance learning and classroom teaching as teachers and students support tools in the teaching#learning process. Teachers can provide material, do activities and create assessments for students. However, this process is done in the same way for all the students, regardless of their differences in performance and behavior in the environment. The purpose of this work is to develop an agent-based intelligent learning environment model inspired by intelligent tutoring to provide adaptability to distributed LMS, using Moodle as a case study and taking into account students# performance on tasks and activities proposed by the teacher, as well as monitoring his/her study material access. It was made a study of the LMS database used for the case study, was made an extension of this database creating new tables, and was modified the source code of the LMS installation in order to allow the agents configuration by the teachers, using the LMS interface. Finally were implemented the agents for, through the send of the messages to the students and the configuration of resources and activities to be made available in the discipline, respectively, proceed with the pedagogical actions defined by the teacher, in an individualized and adaptive way for each student in each discipline

Aplicação de um modelo adaptativo de tutores inteligentes para disseminação do conhecimento em ambientes virtuais de ensino-aprendizagem: Cecilia Estela Giuffra Palomino ; orientadora, Marina Keiko Nakayama, coorientador, Ricardo Azambuja Silveira

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Gestão do Conhecimento, Florianópolis, 2017.Ambientes virtuais de ensino-aprendizagem são utilizados tanto no ensino a distância quanto no presencial e em ambientes corporativos como ferramenta de apoio no processo de compartilhamento de conhecimento. Os professores ou responsáveis pelo espaço da turma adicionam o material relativo ao domínio do conhecimento envolvido e, também, elaboram e propõem atividades de mediação pedagógica para os participantes. Esse processo, de um modo geral, resulta em um espaço que se apresenta da mesma forma para todos os participantes, sem levar em conta as diferenças que existem entre cada um deles, tanto em desempenho quanto em comportamento no ambiente. A proposta deste trabalho é aplicar um modelo de ambiente inteligente adaptativo, baseado em agentes, de modo a permitir a disseminação do conhecimento entre os participantes, utilizando os recursos e ferramentas disponíveis no ambiente, levando em conta os critérios definidos pelos professores ou responsáveis da organização da turma, junto com os dados de desempenho dos estudantes e demais dados obtidos a partir dos acessos ao ambiente. Neste modelo, os recursos e atividades são disponibilizados para os participantes de forma individualizada e adaptativa. Para isso, foi desenvolvido um sistema que utiliza o Moodle como estudo de caso e foi criado um curso de cálculo básico para fazer o estudo de caso com participantes. Foram realizados testes com 12 participantes, 4 deles participaram em uma etapa de pré-testes e 8 em uma etapa final de testes do sistema. Os resultados indicam que o modelo adaptativo funciona como esperado, disponibilizando os materiais de forma diferenciada para os estudantes, e que o modelo proposto é aceito pelos participantes. Além disso, este trabalho inclui também a proposta de uma técnica de design instrucional para ambientes adaptativos, considerando que o professor da turma realiza o papel de designer.Abstract : Virtual learning environments are used in distance and face-to-face learning and in corporate environments as a support tool in the process of knowledge sharing. The teachers or people that is in charge of the class space add the material related to the domain of knowledge involved. Besides that, they elaborate and propose pedagogical mediation activities for the participants. This process, in general, results in a space in wich everything are presented in the same manner to every participants, without taking into account the differences that exist between each of them, both in performance and behavior in the environment. The purpose of this work is to apply an agent-based adaptive intelligent model to allow the dissemination of knowledge among participants using the resources and tools available in the environment, taking into account the criteria defined by the teachers, along with student performance data and other data obtained from the accesses to the environment. In this model, resources and activities are made available to the participants in an individualized and adaptive way. For this, a system was developed that uses Moodle as a case study and a basic calculus course designed to evaluate the proposed model observing real undergraduate students using the learning environment. The evaluation was performed with 12 participants, 4 of them participated in a pre-test stage and 8 in a final stage of system tests. The results indicate that the adaptive model works as expected, making materials available adaptively to the students and that the proposed model is accepted by the participants. In addition, this work also includes the proposal of an instructional design technique for adaptive environments, recognizing the classroom teacher as the designer

Uso da FAQ como base de casos em um sistema tutor inteligente: Demetrius Ribeiro Lima ; orientadora, Marta Costa Rosatelli

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da ComputaçãoEste trabalho apresenta um Sistema Tutor Inteligente integrado a um Ambiente Virtual de Aprendizagem, implementando a tutoria inteligente em um curso a distância. Neste contexto, a tutoria inteligente consiste no auxílio e suporte ao aluno durante um curso virtual de modo a orientá-lo no processo de aprendizado, realizando um trabalho de acompanhamento de forma constante. Considerando que a Educação a Distância pode ser definida como um processo de ensino-aprendizagem em que o professor e o aluno estão separados fisicamente, a utilização de recursos tecnológicos que possibilitem a supervisão contínua e imediata deste processo é de grande relevância. O Sistema Tutor Inteligente desenvolvido utiliza como técnica de Inteligência Artificial, o Raciocínio Baseado em Casos, fazendo da Frequently Asked Questions a base de conhecimento do modelo do domínio. Através dela, os casos são recuperados e apresentados ao aluno. O modelo do estudante adapta características do sistema ao perfil do aluno a cada interação deste com o ambiente. As intervenções do sistema, que são acionadas pelo modelo do tutor, são feitas de acordo com este perfil. This work presents an Intelligent Tutoring System that is integrated into a Learning Virtual Environment, implementing intelligent tutoring in a distance course. In this context, intelligent tutoring consists of assisting and supporting the student during a virtual course, aiming to guide the student in the learning process through a permanent accompaniment. Taking into account that Distance Education can be defined as a process of teaching and learning in which the teacher and the student are physically separated, using technological resources that allow immediate and continuous supervising the student is of great relevance. The Intelligent Tutoring System that was developed uses Case-Based Reasoning as an Artificial Intelligence technique to make the Frequently Asked Questions the knowledge base of the domain model. The student model adapts system characteristics to the student profile at each interaction between him or her and the system. The system interventions, which are initiated by the tutor model, are also generated according to the student profile

Adaptação em um sistema educacional hipermídia baseada na classificação de perfis de usuários: Gisele Trentin da Silva ; orientadora, Marta Costa Rosatelli

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da ComputaçãoEsta dissertação apresenta a modelagem de um sistema hipermídia adaptativo para um curso à distância baseado na Web. O sistema classifica os estudantes em diferentes perfis através do método do Vizinho Mais Próximo (Nearest Neighbor) utilizando os dados do usuário e os dados de uso do sistema pelo estudante e adapta a navegação no conteúdo por meio da técnica de ocultação e anotação de links. A arquitetura do sistema hipermídia adaptativo baseia-se em três módulos principais: Módulo de Classificação, Módulo de Estudante e Módulo de Adaptação. Estes três módulos são responsáveis, respectivamente, pela classificação dos perfis de estudantes, pela atualização destes perfis no Módulo de Estudante e pela adaptação da navegação no conteúdo conforme os perfis contidos no Modelo de Estudante. Esse processo é realizado desde que o estudante interage pela primeira vez com o sistema