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Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Grupo 5 Mestrandos: Maria Lemos, Ismael Guedes, Toni Gomes, Artur Coelho
? Ambientes de Aprendizagem Informatizados   A cada vez maior facilidade de acesso às tecnologias sublinha a importância da utilização de Ambientes de Aprendizagem Informatizados. Assiste-se a uma cada vez maior generalização da utilização de Ambientes de Aprendizagem Informatizados em contexto escolar. A tecnologia trouxe grandes inovações para sociedade, que se começam a reflectir na escola Quais são os principais Ambientes de Aprendizagem Informatizados?
Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Linguagem Logo Linguagem simples e poderosa, assente em simbolismo. Tem como objectivos desenvolver programas e técnicas de resolução de problemas e capacidades de pensamento, possibilitar uma reflexão sobre o acto de pensar.  Linguagem de programação criada por Seymour Papert (1967), pensada para ser utilizada por crianças de idades a partir dos 4 anos. Assenta numa epistemologia construtivista do processo de aprendizagem.  Poderá permitir o desenvolvimento metacognitivo da criança, estimulando a passagem do operacional para o concreto (Piaget), alargando o conceito de Zona de Desenvolvimento Proximal (Vygostsky).
Paradigmas de programação (Miranda. 1998 )  Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Programação por objectos - objectos que trocam informação entre si (C++, Objective C, Prolog++, Common Lisp Object, Smalltalk, Hypercard)  Procedimental/imperativo – dar ordens ao computador (COBOL, Pascal, C, Basic, Fortran, Logo Geometria) Funcional – definir e aplicar funções, conhecer o seu comportamento (Lisp) Lógico – expressar o problema de forma lógica simbólica (Prolog)  Pensa-se que a aprendizagem de programação poderá provocar transferência de capacidades cognitivas para outros contextos.
Implementações do Logo Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Uma implementação 3D do  Logo através da animação em tempo real de objectos programáveis pelo utilizador, com aplicações na criação de mundos virtuais, visualizações e jogos.   http :// www.elica.net /site/ about / about.html   Elica Uma linguagem de programação que possibilita a criação de histórias interactivas, jogos, animações e expressão artística, desenhado para crianças de idades acima dos 8 anos para desenvolverem competências de aprendizagem.  http:// scratch.mit.edu /    Scratch
Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Ambiente de programação desenhado para ser utilizado por estudantes, é uma extensão da linguagem logo que simula o comportamento de sistemas complexos  http:// education.mit.edu / starlogo / .  Star Logo Recursos sobre programação em Logo   http :// www.stager.org / logo.html   Recursos Logo em português   http :// br.geocities.com / projetologo /   Micromundos Logo   http :// www.microworlds.com /por/ index.html   Outras ligações Esta linguagem encontra-se muito disseminada na educação, existindo uma vastidão de recursos sobre o Logo.
Ensino Assitido por Computador (Miranda, 1998) Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Ambientes fechados, tutoriais de exercício e prática. O seu objectivo é consolidar conhecimentos e facilitar aquisição de conteúdos.  Assenta numa epistemologia comportamentalista do processo de aprendizagem.    Jogo que permite explorar conceitos ligados à história da Mesopotâmia, através da imersão num mundo virtual onde o jogador cumpre tarefas e desafios. Destinado ao nível etário dos 8 aos 14 anos.    http :// www.discoverbabylon.org /   Babylon  Webquests Sala de Estudo Virtual http://www.deemo.com.pt/saladeestudo.htm
Sistemas Tutoriais Inteligentes (Miranda, 1998) Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Permitem a síntese entre:  Os programas abertos da exploração livre e construção progressiva de conhecimentos   Os programas fechados, de natureza temática e que orientam o aluno de uma forma directa.  Investigação interdisciplinar Especialistas de inteligência artificial Especialistas das didácticas Psicólogos cognitivistas   Conjugam as vantagens dos sistemas anteriores eliminando as desvantagens,  permitindo ao aluno transformar, economizando tempo, as suas experiências de aprendizagem em conhecimentos organizados. 
Componentes dos Sistemas Tutoriais Inteligentes Ambientes de Aprendizagem Informatizados   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Componentes dos Sistemas Tutoriais Inteligentes Ambientes de Aprendizagem Informatizados   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Algumas implementações de STI: Ambientes de Aprendizagem Informatizados   O CT é uma aplicação que permite criar sistemas tutoriais específicos flexíveis para resolução de problemas, capaz de suportar as múltiplas estratégias de resolução. Permite criar sistemas tutoriais de exemplos, e tutores cognitivos, que necessitam de IA para construir modelos cognitivos de resolução de problemas. Disponibiliza também um pacote de  authoring . http://ctat.pact.cs.cmu.edu   Cognitive Tutor    STI baseado na web, desenvolvido por equipes multidisciplinares. Funciona simulando uma conversa com o aluno, dialogando e estimulando respostas contextualizadas por parte do aluno.  http:// www.autotutor.org / what / what.htm   Auto Tutor
Qual é a eficácia da aplicação destes sistemas ao contexto educativo?  ? A investigação científica que tem sido realizada sobre a aplicação destes sistemas na sala de aula permite obter algumas respostas.  Ambientes de Aprendizagem Informatizados
Investigações sobre Ensino Assistido por Computador (Miranda, baseado nas meta análises de Edwards et al., 1974, Hall, 1982, Kliick et al., 1980, 1983)   Qual a eficácia do EAC face aos métodos de ensino tradicionais (Miranda)? Metodologias experimentais: grupo experimental, grupo de controlo Ambientes de Aprendizagem Informatizados     Os resultados da aplicação  de   sistemas de EAC dependem não só da utilização destes e outros programas, mas também da capacidade e esforço dos professores. O EAC não apresenta virtudes pedagógicas intrínsecas. ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Investigações sobre o Logo: (Miranda)   Ambientes de Aprendizagem Informatizados   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],As linguagens de programação (e programas abertos) não apresentam  virtudes pedagógicas intrínsecas ,[object Object],[object Object],[object Object],Transferência: estudos são divergentes na hipótese para que estimule esta hipótese com maior eficiência. O Logo estimula a aprendizagem de conceitos de computação.
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Investigações sobre Sistemas Tutoriais Inteligentes:  Salienta-se, no entanto, que os STI são já utilizados por organizações empresariais, militares e institucionais para desenvolvimento de competências. Centrando num estudo de caso: aplicação do STI GPTutor, para aprendizagem de conhecimentos geométricos, baseado na teoria Act* de Anderson. (Schofield, 1995) Uso de STI na sala de aula leva a que:  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Os STI são benéficos, mas complexos e dispendiosos, impedindo a sua aplicação a médio prazo  Ambientes de Aprendizagem Informatizados
Os STI têm um enorme potencial, ao fazer a ponte entre aquisição de conhecimentos e desenvolvimento de competências cognitivas. As dificuldades na sua aplicação residem no facto de serem dispendiosos, mas… Poderão vir a existir no mercado sistemas STI modulares (aplicações) que os professores poderão adaptar ao uso na escola? O  Cognitive  Tutor  (Authoring Tools) poderá ser uma resposta a esta questão? Em conclusão:  Os EACs, pela sua componente de motivação e treino/consolidação podem ser auxiliares aos métodos de ensino tradicional, permitindo ao aluno rever/treinar conteúdos, quer na sala de aula, quer em casa, através de suportes CD ou aplicações web. Apesar de não apresentam  virtudes pedagógicas intrínsecas: A linguagem Logo pode desenvolver competências metacognitivas, fornecer novas experiências de aprendizagem e alargar o leque de competências dos alunos. O programa Scratch, por exemplo, encontra aplicações nas àreas curriculares de E.V.T. ou Matemática. Ambientes de Aprendizagem Informatizados
Em conclusão:  O papel do professor continua a ser vital, sendo ele quem pode valorizar efectivamente os imensos recursos dos AAI. As novas tecnologias não são mais que ferramentas que podem e devem ser utilizadas e exploradas no âmbito do processo de ensino-aprendizagem por professores e alunos.  Colocando nas mãos dos discentes as ferramentas de aprendizagem do século XXI, o papel do professor está coordenar, estruturar, possibilitar transferências, apoiar e motivar o aluno para aprendizagens eficientes e pertinentes. Ambientes de Aprendizagem Informatizados
MIRANDA, G & BAHIA, S, (2007),  Teorias da Aprendizagem , Lisboa: Instituto de Educação – Universidade Católica Portuguesa.  Suraweera, P., Mitrovic, A. (2004),  An Intelligent Tutoring System for Entity Relationship Modelling , retirado do web site do International Journal of Artificial Intelligence in Education a 29 de Novembro de 2007, disponível em  http ://aied.inf.ed.ac.uk/members04/archive/Vol_14/Suraweera/Suraweera04.html Ong, J. e Ramachandra, S.(2000),  Intelligent Tutoring Systems: The What and the How,  retirado da web a 25 de Novembro do web site Learning Circuits, disponível em  http ://www.learningcircuits.org/2000/feb2000/ong.htm Stager, G.,  Logo Programming resources , retirado do web site pessoal de Gary Stager a 25 de novembro de 2007, disponível em  http ://www.stager.org/logo.html Association for the Advancement of Artificial Intelligence (2007). Intelligent Tutoring Systems:  subtopic of Education, disponível em  http ://www.aaai.org/AITopics/html/tutor.html , consultado em 1 Dezembro de 2007. Miranda, G. (1998).  Concepção de Um Ambiente de Aprendizagem Logo em Meio Escolar. Efeitos sobre a Cognição e os Conhecimentos Geométricos de Crianças de 9-10 anos  (pp. 86-100, pp. 123-129). Tese de Doutoramento. Lisboa: FPCE/UL Almeida, L. & Freire, T. (2000).  Metodologia da Investigação em Psicologia e Educação  (pp. 22-30). Braga: Psiquilíbrios Miranda, G. (2007),  Resultados das Investigações sobre o EAC (Ensino Assistido por Computador) ou EBC (Educação Baseada no Computador).  Powerpoint disponível em  http://lms.iefd.ucp.pt/courses/1/M3-PA-L1/content /_7164_1/dir_U2S4_v2_1.zip/U2S4_v2/u2s4t1/4/body.html Miranda, G. (2007),  Investigações sobre o LOGO: Questões, Hipóteses e Resultados . Powerpoint disponível em  http://lms.iefd.ucp.pt/courses/1/M3-PA-L1/content /_7164_1/dir_U2S4_v2_1.zip/U2S4_v2/u2s4t1/10/body.html Bibliografia Ambientes de Aprendizagem Informatizados
uMind Software, disponível em  http://www.umindsoft.com/English/products.html Stottler Henke Products, disponível em  http://www.stottlerhenke.com/products/index.htm Simventive, disponível em  http://www.simventive.com/products.htm Cognitive Tutor Authoring Tools, disponível em  http://ctat.pact.cs.cmu.edu/ Auto Tutor, disponível em  http://www.autotutor.org/index.htm  (versão de demonstração disponível em  http ://141.225.42.246/AutoTutorDemo/StartFrame1.htm ) LCSI, Logo Microworlds, disponível em  http://www.microworlds.com/por/index.html Elica, disponível em  http://www.elica.net/site/index.html Scratch, disponível em  http://scratch.mit.edu StarLogo, disponível em  http:// education.mit.edu/starlogo/ Discover Babylon, disponível em  http://www.discoverbabylon.org/ Sala de Estudo Virtual, disponível em  http ://www.deemo.com.pt/deemo.htm Logo Ambientes de Aprendizagem Informatizados   Ligações STI EAC

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ApresentaçãO U2 S4 G5

  • 1. Ambientes de Aprendizagem Informatizados Grupo 5 Mestrandos: Maria Lemos, Ismael Guedes, Toni Gomes, Artur Coelho
  • 2. ? Ambientes de Aprendizagem Informatizados A cada vez maior facilidade de acesso às tecnologias sublinha a importância da utilização de Ambientes de Aprendizagem Informatizados. Assiste-se a uma cada vez maior generalização da utilização de Ambientes de Aprendizagem Informatizados em contexto escolar. A tecnologia trouxe grandes inovações para sociedade, que se começam a reflectir na escola Quais são os principais Ambientes de Aprendizagem Informatizados?
  • 3. Ambientes de Aprendizagem Informatizados Linguagem Logo Linguagem simples e poderosa, assente em simbolismo. Tem como objectivos desenvolver programas e técnicas de resolução de problemas e capacidades de pensamento, possibilitar uma reflexão sobre o acto de pensar. Linguagem de programação criada por Seymour Papert (1967), pensada para ser utilizada por crianças de idades a partir dos 4 anos. Assenta numa epistemologia construtivista do processo de aprendizagem. Poderá permitir o desenvolvimento metacognitivo da criança, estimulando a passagem do operacional para o concreto (Piaget), alargando o conceito de Zona de Desenvolvimento Proximal (Vygostsky).
  • 4. Paradigmas de programação (Miranda. 1998 ) Ambientes de Aprendizagem Informatizados Programação por objectos - objectos que trocam informação entre si (C++, Objective C, Prolog++, Common Lisp Object, Smalltalk, Hypercard) Procedimental/imperativo – dar ordens ao computador (COBOL, Pascal, C, Basic, Fortran, Logo Geometria) Funcional – definir e aplicar funções, conhecer o seu comportamento (Lisp) Lógico – expressar o problema de forma lógica simbólica (Prolog) Pensa-se que a aprendizagem de programação poderá provocar transferência de capacidades cognitivas para outros contextos.
  • 5. Implementações do Logo Ambientes de Aprendizagem Informatizados Uma implementação 3D do  Logo através da animação em tempo real de objectos programáveis pelo utilizador, com aplicações na criação de mundos virtuais, visualizações e jogos.   http :// www.elica.net /site/ about / about.html Elica Uma linguagem de programação que possibilita a criação de histórias interactivas, jogos, animações e expressão artística, desenhado para crianças de idades acima dos 8 anos para desenvolverem competências de aprendizagem. http:// scratch.mit.edu /   Scratch
  • 6. Ambientes de Aprendizagem Informatizados Ambiente de programação desenhado para ser utilizado por estudantes, é uma extensão da linguagem logo que simula o comportamento de sistemas complexos http:// education.mit.edu / starlogo / . Star Logo Recursos sobre programação em Logo   http :// www.stager.org / logo.html Recursos Logo em português   http :// br.geocities.com / projetologo / Micromundos Logo   http :// www.microworlds.com /por/ index.html Outras ligações Esta linguagem encontra-se muito disseminada na educação, existindo uma vastidão de recursos sobre o Logo.
  • 7. Ensino Assitido por Computador (Miranda, 1998) Ambientes de Aprendizagem Informatizados Ambientes fechados, tutoriais de exercício e prática. O seu objectivo é consolidar conhecimentos e facilitar aquisição de conteúdos. Assenta numa epistemologia comportamentalista do processo de aprendizagem.   Jogo que permite explorar conceitos ligados à história da Mesopotâmia, através da imersão num mundo virtual onde o jogador cumpre tarefas e desafios. Destinado ao nível etário dos 8 aos 14 anos.   http :// www.discoverbabylon.org / Babylon Webquests Sala de Estudo Virtual http://www.deemo.com.pt/saladeestudo.htm
  • 8. Sistemas Tutoriais Inteligentes (Miranda, 1998) Ambientes de Aprendizagem Informatizados Permitem a síntese entre:  Os programas abertos da exploração livre e construção progressiva de conhecimentos  Os programas fechados, de natureza temática e que orientam o aluno de uma forma directa.  Investigação interdisciplinar Especialistas de inteligência artificial Especialistas das didácticas Psicólogos cognitivistas  Conjugam as vantagens dos sistemas anteriores eliminando as desvantagens,  permitindo ao aluno transformar, economizando tempo, as suas experiências de aprendizagem em conhecimentos organizados. 
  • 9.
  • 10.
  • 11. Algumas implementações de STI: Ambientes de Aprendizagem Informatizados O CT é uma aplicação que permite criar sistemas tutoriais específicos flexíveis para resolução de problemas, capaz de suportar as múltiplas estratégias de resolução. Permite criar sistemas tutoriais de exemplos, e tutores cognitivos, que necessitam de IA para construir modelos cognitivos de resolução de problemas. Disponibiliza também um pacote de authoring . http://ctat.pact.cs.cmu.edu Cognitive Tutor   STI baseado na web, desenvolvido por equipes multidisciplinares. Funciona simulando uma conversa com o aluno, dialogando e estimulando respostas contextualizadas por parte do aluno. http:// www.autotutor.org / what / what.htm Auto Tutor
  • 12. Qual é a eficácia da aplicação destes sistemas ao contexto educativo? ? A investigação científica que tem sido realizada sobre a aplicação destes sistemas na sala de aula permite obter algumas respostas. Ambientes de Aprendizagem Informatizados
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16. Os STI têm um enorme potencial, ao fazer a ponte entre aquisição de conhecimentos e desenvolvimento de competências cognitivas. As dificuldades na sua aplicação residem no facto de serem dispendiosos, mas… Poderão vir a existir no mercado sistemas STI modulares (aplicações) que os professores poderão adaptar ao uso na escola? O Cognitive Tutor (Authoring Tools) poderá ser uma resposta a esta questão? Em conclusão: Os EACs, pela sua componente de motivação e treino/consolidação podem ser auxiliares aos métodos de ensino tradicional, permitindo ao aluno rever/treinar conteúdos, quer na sala de aula, quer em casa, através de suportes CD ou aplicações web. Apesar de não apresentam virtudes pedagógicas intrínsecas: A linguagem Logo pode desenvolver competências metacognitivas, fornecer novas experiências de aprendizagem e alargar o leque de competências dos alunos. O programa Scratch, por exemplo, encontra aplicações nas àreas curriculares de E.V.T. ou Matemática. Ambientes de Aprendizagem Informatizados
  • 17. Em conclusão: O papel do professor continua a ser vital, sendo ele quem pode valorizar efectivamente os imensos recursos dos AAI. As novas tecnologias não são mais que ferramentas que podem e devem ser utilizadas e exploradas no âmbito do processo de ensino-aprendizagem por professores e alunos. Colocando nas mãos dos discentes as ferramentas de aprendizagem do século XXI, o papel do professor está coordenar, estruturar, possibilitar transferências, apoiar e motivar o aluno para aprendizagens eficientes e pertinentes. Ambientes de Aprendizagem Informatizados
  • 18. MIRANDA, G & BAHIA, S, (2007), Teorias da Aprendizagem , Lisboa: Instituto de Educação – Universidade Católica Portuguesa. Suraweera, P., Mitrovic, A. (2004), An Intelligent Tutoring System for Entity Relationship Modelling , retirado do web site do International Journal of Artificial Intelligence in Education a 29 de Novembro de 2007, disponível em http ://aied.inf.ed.ac.uk/members04/archive/Vol_14/Suraweera/Suraweera04.html Ong, J. e Ramachandra, S.(2000), Intelligent Tutoring Systems: The What and the How, retirado da web a 25 de Novembro do web site Learning Circuits, disponível em http ://www.learningcircuits.org/2000/feb2000/ong.htm Stager, G., Logo Programming resources , retirado do web site pessoal de Gary Stager a 25 de novembro de 2007, disponível em http ://www.stager.org/logo.html Association for the Advancement of Artificial Intelligence (2007). Intelligent Tutoring Systems: subtopic of Education, disponível em http ://www.aaai.org/AITopics/html/tutor.html , consultado em 1 Dezembro de 2007. Miranda, G. (1998). Concepção de Um Ambiente de Aprendizagem Logo em Meio Escolar. Efeitos sobre a Cognição e os Conhecimentos Geométricos de Crianças de 9-10 anos (pp. 86-100, pp. 123-129). Tese de Doutoramento. Lisboa: FPCE/UL Almeida, L. & Freire, T. (2000). Metodologia da Investigação em Psicologia e Educação (pp. 22-30). Braga: Psiquilíbrios Miranda, G. (2007), Resultados das Investigações sobre o EAC (Ensino Assistido por Computador) ou EBC (Educação Baseada no Computador). Powerpoint disponível em http://lms.iefd.ucp.pt/courses/1/M3-PA-L1/content /_7164_1/dir_U2S4_v2_1.zip/U2S4_v2/u2s4t1/4/body.html Miranda, G. (2007), Investigações sobre o LOGO: Questões, Hipóteses e Resultados . Powerpoint disponível em http://lms.iefd.ucp.pt/courses/1/M3-PA-L1/content /_7164_1/dir_U2S4_v2_1.zip/U2S4_v2/u2s4t1/10/body.html Bibliografia Ambientes de Aprendizagem Informatizados
  • 19. uMind Software, disponível em http://www.umindsoft.com/English/products.html Stottler Henke Products, disponível em http://www.stottlerhenke.com/products/index.htm Simventive, disponível em http://www.simventive.com/products.htm Cognitive Tutor Authoring Tools, disponível em http://ctat.pact.cs.cmu.edu/ Auto Tutor, disponível em http://www.autotutor.org/index.htm (versão de demonstração disponível em http ://141.225.42.246/AutoTutorDemo/StartFrame1.htm ) LCSI, Logo Microworlds, disponível em http://www.microworlds.com/por/index.html Elica, disponível em http://www.elica.net/site/index.html Scratch, disponível em http://scratch.mit.edu StarLogo, disponível em http:// education.mit.edu/starlogo/ Discover Babylon, disponível em http://www.discoverbabylon.org/ Sala de Estudo Virtual, disponível em http ://www.deemo.com.pt/deemo.htm Logo Ambientes de Aprendizagem Informatizados Ligações STI EAC