O documento discute a representação do conhecimento em contextos escolares. Apresenta como a representação do conhecimento pode ser aplicada na avaliação formativa dos alunos, permitindo um acompanhamento mais contínuo e individualizado. Também descreve como ambientes de aprendizagem virtuais com representação do conhecimento podem identificar padrões de aprendizagem e dificuldades dos alunos.

1. em Contextos Escolares
Representação do
Conhecimento
Joaquim Fernando Silva
16 de Maio 2011

2. Representação do Conhecimento
em Contextos Escolares
Aplicação Representação Construção
em Contextos do Conhecimento de Ontologias
Escolares
Agenda

3. Aplicação em Contextos
Escolares

4. Aplicação em Contextos Escolares
A Representação do Conhecimento consiste:
* disponibilização de uma colecção de dados estruturados;
* regras de inferência associadas utilizadas na realização de
tarefas complexas com base nessas estruturas de
conhecimento.
Ao estruturarmos as fontes de informação, estamos a
possibilitar a inclusão do computador na realização de tarefas
até agora realizadas pelo professor.
Para estruturar a informação e descrever as tarefas recorremos
a ontologias e linguagens de anotação.

5. Aplicação em Contextos Escolares
A representação do conhecimento pode ser aplicada na
avaliação formativa, com um acompanhamento
mais próximo, contínuo e efectivo, estimulando a
actuação dos alunos e dos professores.
Será possível realizar uma Avaliação individualizada,
reconhecendo erros, dificuldades e os progressos
realizados, de uma forma contínua?

6. Aplicação em Contextos Escolares
Ambientes de aprendizagem virtuais dotados de
representação do conhecimento permitem:
* criação de múltiplos percursos de aprendizagem;
* identificação de padrões de aprendizagem;
* detectar dificuldades ou bloqueios inesperados
durante a aprendizagem;
* navegação, pesquisa e reutilização de conteúdos.

7. Aplicação em Contextos Escolares
Uma avaliação formativa contínua dos alunos, para
monitorizar a evolução das aprendizagens ao longo do
tempo, seria de difícil concretização para ocorrer no
espaço e tempo de aula.
Com o aparecimento da representação do
conhecimento torna-se possível os computadores
desempenharem tarefas até agora exclusivas do
homem.

8. A Representação do
Conhecimento

9. A Representação do Conhecimento
é um dos mais poderosos instrumentos conceptuais de descrição e
de interpretação do real.

10. Representação
Conhecimento
 Como representamos o
nosso conhecimento?
 As pessoas representam o
conhecimento todas da
mesma maneira?
 Como representar avaliação
escolar de uma forma
objectiva e coerente?

11. Representação Conhecimento
Ontologias
“o termo derivado da palavra grega que significa ‘ser’, mas
usado desde o século XVII para denominar o ramo da
metafísica que diz respeito àquilo que existe.”
(BLACKBURN, MARCONDES, 1997)
Ontologia é o ramo da Filosofia que tem como objectivo
responder às seguintes questões: “Quais são as categorias do
mundo? E quais são as leis que regulam tais categorias?”
(TEIXEIRA, 1999)
“uma ontologia é uma especificação formal e explícita de uma
conceptualização compartilhada.”
(GRUBER, 1993)
“um termo corresponde a um conceito particular dentro de
um campo conceptual, designando um conjunto de
propriedades e relações com outros conceitos num
determinado contexto.”
(LIMA, 1998)

12. Representação do Conhecimento
Classificação de Ontologias
De acordo com o nível de generalidade e com os seus níveis de
dependência com uma tarefa particular.
Alto Nível:
Descrevem conceitos gerais e
independentes do domínio.
Domínio:
Descrevem o vocabulário relativo a um
domínio genérico.
Ontologias
Tarefa:
Descrevem o vocabulário de uma
actividade, pela especialização de
termos introduzidos no alto nível.
Aplicação:
Descrevem conceitos dependentes do
domínio particular e tarefa.
(Guarino, 1998)

13. Representação do Conhecimento
Ontologias Domínio e de Aplicação
• Ontologias de domínio tratam de um domínio mais
específico de uma área genérica de conhecimento, como
Direito, Biologia, Geologia, etc.
Lógica Descritiva
• Ontologias de aplicação procuram solucionar um
problema específico de um domínio e referenciam termos
de uma ontologia de domínio.
Ex: Ontologia para identificar doenças do coração, a partir
de uma ontologia de domínio de cardiologia.
• Classificação quanto ao teor: ontologias de tarefas e de
Domínio.

14. Representação do Conhecimento
Qual o interesse?
Modelagem -> representa conceitos e relacionamentos pertencentes a um
domínio.
Standardização ->Permite que os professores adoptem e usem o mesmo conjunto
de termos de um modo uniforme.
Reusabilidade -> Uma representação formal pode ser utilizada em múltiplos
cenários.
Pesquisa -> Pode ser utilizada como meta-dados servindo de índice num
Ontologias
repositório de dados.
Inferência -> A passagem, através de regras válidas, do antecedente ao
consequente de um argumento.
Aquisição de conhecimento -> Ontologia como ponto de partida para guiar na
aprendizagem.

15. A Representação do
Conhecimento
em Contextos Escolares

16.  Contexto: Descreve o ambiente
(intencional) para o cenário.
 Actores: Modela os individuos
ou grupo de agentes no cenário.
 Actividades: Descreve os
conceitos didáticos numa
estrutura de actividades
planeadas.
 Recursos: Os materiais e os
Modelo Objecto Didáctico serviços necessários para o
(J.M. Pawlowski, 2005)
cenário de aprendizagem.

17. • Ontologias Didácticas para a
categorização dos objectivos de
aprendizagem.
• Ontologias Temáticas para a
categorização do material de
aprendizagem.
• Ontologias Retórico-Semânticas
para a classificação do material de
aprendizagem para a criação de
contextos de significado.
• Ontologias Relacionais para a
Ontologias na Educação descrição de dependência de
(T. Borst, 2006) contextos educativos.
• Ontologias Curriculares para a
organização e classificação de
material de aprendizagem.

18. A Construção de
Ontologias

19. A construção de Ontologias
permite modelar e estruturar um domínio de forma clara e objectiva.

20. Construção de Ontologias
A ontologia formaliza o conhecimento através
da utilização de cinco componentes:
* Conceitos
* Relacionamentos
* Propriedades das classes
* Axiomas que representam as condições que irão
restringir a interpretação dos conceitos e relações
* Instâncias

21. Construção de Ontologias
Formatos de representação de conhecimento
• dicionários,
• índices,
• taxonomias,
• ontologias.
Linguagens para Semantic Web
•RDF,
•RDF Schema,
•OWL,
• Topic Maps.

22. A Construção de Ontologias
Várias ferramentas disponíveis:
• Protégé
• Pellet
• Jena
• Cmap
• Jude
Existem vários formatos para edição
de Ontologias:
• RDF
• RDF(S)
• OWL
• XML Schema

23. Linguagens para Construção de Ontologias
RDF (Resource Description Framework)
Desenvolvida pela W3C (World Wide Web Consortium) como uma
linguagem baseada na rede semântica para descrever recursos da
Web.
Sujeito Predicado Objecto
Shakespeare Wrote King Lear
Shakespeare Wrote Macbeth
Anne Married Shakespeare
Hathaway
Shakespeare Lived in Stratford
Stratford Is in England
Macbeth Set in Scotland
England Part of The UK
Scotland Part of The UK
Utilização do CMAP na construção da rede semântica

24. Linguagens para Construção de Ontologias
OWL (Ontology Web Language)
Recomendação da W3C, mas tem mais facilidades para exprimir
significado semântico que RDF.
Pode ser usada para representar explicitamente o significado
de termos em vocabulários e os relacionamentos entre os
termos.
A sintaxe OWL pode ser desenvolvida no Concept Map usando o
CMOE (Concept-map Ontology Environment)
•Indivíduos e classes são nós.
•Propriedades são links.
•Sub-links são azuis.
•Definições exactas são vermelhas.

25. A Construção de Ontologias
OWL (Ontology Web Language)
Adaptado de Luísa Oliveira e Leonor Sardinha, 2006,
Saber Português Hoje - Gramática Pedagógica da Língua Portuguesa, Plátano Editora ,
página 36, usando Concept-map Ontology Environment como editor.

26. A Construção de Ontologias
A sintaxe OWL pode ser desenvolvida no Concept Map usando o
CMOE (Concept-map Ontology Environment)

27. Conclusões:
Aplicação
Ferramenta tecnológica de melhoramento da aprendizagem em
em Contextos
Escolares
múltiplos contextos, aumentado a eficácia e mantendo a relação
professor-aluno .
Abordagem na aproximação da informática ao trabalho dinâmico
Representação
do
e adaptativo do professor.
Conhecimento Elemento facilitador e mediador entre o professor e o aluno.
Aproximação do utilizador com a disponibilização de
Construção
ambientes de desenvolvimento com uma simplicidade
de Ontologias
crescente.
A Aplicação da Representação do Conhecimento na modelação de
sistemas informáticos de aprendizagem abre perspectivas da
utilização efectiva do computador em contextos educativos.

28. Representação do Conhecimento
em Contextos Escolares
Obrigado
Dúvidas, questões?
Joaquim Fernando Silva
joaquim.fernando.silva@gmail.com