Sub-Projeto: Implementando e Integrando Agentes
Pedagógicos
em Ambientes Imersivos de Aprendizagem Cooperativa
Magda Bercht - II/UFRGS
Luis de França Ferreira - II/UFRGS
Foco específico da pesquisa
Implementação,
integração e uso de Agentes Pedagógicos, baseados
em pesquisas sobre a aprendizagem humana.
Objetivos
-
Investigar experimentalmente os fatores que contribuem para a efetividade
do uso de ambientes baseados em agentes pedagógicos
-
Investigar experimentalmente a capacidade de imersão dos agentes
pedagógicos ou sua habilidade de operar em um ambientes de realidade
virtual como estudantes
-
Implementar e avaliar as capacidades cognitivas e afetivas dos agentes
pedagógicos
-
Investigar experimentalmente o grau de fidelidade e credibilidade do comportamento
dos agentes pedagógicos
Referencial teórico
Uma área promissora
para aplicação de agentes autonomos é a da educação
e treinamento. Os ambientes virtuais tambem oferecem oportunidades para
pesquisa e implementação dos chamados Agentes
Pedagógicos Animados, que são agentes autônomos
que apoiam o aprendizado humano através da interação
com os estudantes no contexto de um ambiente interativo de aprendizado.
Estes ambientes incluem tanto estudantes como agentes pedagógicos.
Diversas investigações já foram realizadas sobre a
interação entre estudantes reais e estudantes simulados por
computador, em um processo de cooperação social. (Dillenbourg
1996). O inícios destas investigações iniciaram, de
certo modo, um movimento dos intelligent tutoring systems
em direção dos agentes pedagógicos.
Interessantes pontos de
investigação aparecem quando o agente pedagógico aparece
ao estudante como caracteres animados, asumindo um personagem, um
avatar, por exemplo. Nestes casos o agente, chamado de agente pedagógico
animado, pode estar em permanente diálogo com o estudante e produzir
um comportamento que pareça natural e apropriado.(Elliot e Brzezinski
1998). Bons professores são bons motivadores. Motivação
é um ingrediente chave na aprendizagem humana e as emoções
são importantes na motivação. Desta forma agentes
pedagógicos serão professores mais efetivos se melhor demonstrarem
e entenderem emoções.
A capacidade possível
nos ambientes virtuais, a telepresença, via avatar, permite aos
estudante e professores atuarem e cooperarem, não através
de si próprios mas, cada um deles, através de um personagem,
o avatar. Desta forma, os participantes interagem entre si via os avatares.
Apesar de alguns autores, entre eles Bruce Damer, não considerarem
os mundos virtuais como realidade virtual, já que as interações,
se dão entre pessoas reais, mesmo que representadas pelos seus avatares,
estas comunidades de avatares representam, sem dúvida, a sociedade,
onde o avatar é ponto de intersecção ou de síntese
de idéias elaboradas por cooperação contínua.
Os agentes pedagógicos animados podem ser representados tambem por
avatares.
Com relação ao processo
da formação de conhecimentos, Piaget propõe
os seguintes componentes , a saber: (ver Figura
1)
-
Maturação
-
Percepção
-
Compreensão imediata e pré-operatória
-
Aprendizagem stricto sensu
-
Indução
-
Coerência pré-operatória (equilibração)
-
Dedução
Como se pode ver, somente um componente é considerado por
Piaget como aprendizagem stricto sensu. Só podemos falar
em aprendizado na medida em o conhecimento é adquirido em função
da experiência. Entretanto, nem todo resultado adquirido em função
da experiência constitui aprendizado: não constituem aprendizagens
as aquisições imediatas em função da experiência
obtidas por indução.
Becker diz,
citando Piaget, que o que se aprende stricto sensu, "nada mais é
do que o conjunto das diferenciações devidas à acomodação,
fonte de novos esquemas em função da diversidade crescente
dos contúdos. Em compensação, o que não é
aprendido stricto sensu, é o funcionamento assimilador com
suas experiências de equilíbrio entre a assimilação
e a acomodação, fonte de coerência gradual dos esquemas
e sua organização em formas equilibradas nas quais já
discernimos o esboço das classes com suas inclusões, suas
intersecções e seus agrupamentos como sistemas de conjunto.
Mas, devido a essas interações entre a assimilação
e a acomodação, a aprendizagem stricto sensu e a equilibração
constituem esse processo funcional de conjunto que podemos chamar a aprendizagem
lato sensu e que tende a se confundir com o desenvolvimento" [Becker93],
p 25.
De acordo com Piaget, o conhecimento não está
no sujeito, nem tampouco no objeto. O conhecimento é construido
na interação do sujeito com objeto. Sendo assim, a interação
sujeito-objeto é um ponto importantíssimo a ser considerado
no projeto de ambientes de apoio à aprendizagem. É na medida
que o sujeito interage com o objeto do conhecimento, no sentido que age
sobre o objeto e dele sofre a ação, produz-se aí sua
capacidade de aprender, bem como o próprio conhecimento. Entretanto,
segundo Lanjonquière, "o desenvolvimento cognitivo não
pode ser acelerado à vontade ou, em outras palavras, (...) nada
vale programar à maneira clássica sessões de aprendizagens
com esta finalidade, já que, em particular os progressos, em geral,
as vicitudes estão pautadas pelo ' tempo' da equilibração
majorante. "[Lajonquière92], p. 89.
O sujeito (re)constroi
o conhecimento, na proporção de sua singularidade, o conhecimento
socialmente compartilhado. Possivelmente, este (re)processamento produzirá
um plus, uma novidade, que por sua vez será compartilhada
socialmente, funcionando como um possível aberto a outros possíveis.
É neste sentido que, segundo Piaget, "...a sociedade é a
unidade suprema, e o indivíduo só chega às suas invenções
ou construções intelectuais na medida em que é sede
de interações coletivas, cujo nível e valor dependem
naturalmente da sociedade em conjunto. O grande homem que parece lançar
novas correntes é apenas um ponto de intersecção ou
de síntese de idéias elaboradas por cooperação
contínua. Mesmo quando se opõe à opinião reinante,
corresponde às necessidades subjacentes, que não tem origem
nele". [Piaget96] p. 416
Os ambientes
virtuais, através da imersão, seja ela parcial ou total,
devem transmitir uma sensação de veracidade suficiente real
para que a simulação funcione e o sujeito acredite. Esta
possibilidadee, aliada a interatividade, proporcionará oportunidades
para que o sujeito possa agir sobre objetos, mesmo que virtuais.
Estes objetos, que representam simbólicamente objetos reais, podem
ser manipulados pelo sujeito. Entretanto estes ambientes devem permitir
interações de qualquer tipo, tanto aquelas ditas elementares,
(que representam a relação entre os observáveis da
ação do sujeito e os observáveis do objeto ao qual
a ação diz respeito) como tambem aquelas nas quais participam
tantos interações entre observáveis como entre coordenações.
Um observável é o que a experiência permite notar por
uma leitura imediata dos próprios fatos, enquanto que as coordenações
são inferências, explícitas ou implícitas, que
o sujeito realiza sobre os objetos. Estas situações concretas
(mesmo que virtuais), devem levar ao fazer e compreender, onde "fazer é
compreender em ação uma dada situação em grau
suficiente para atingir os fins propostos e compreender é conseguir
dominar, em pensamento, as mesmas situações até poder
resolver os problemas por elas levantadas, em relação ao
porque e ao como das ligações constatadas e, por outro lado,
utilizados na ação" Piaget, (1978) p. 176.
Metodologia de trabalho
Para atingir-se os objetivos
propostosOs trabalhos serão conduzidos segundo as seguintes etapas:
-
Levantamento bibliográfico
-
Levantamento e definição das situações envolvidas
-
Análise dos dados levantados
-
Modelagem dos agentes pedagógicos
-
Construção dos protótipos
-
Implementação, testes e ajustes dos protótipos
-
Publicação dos resutados obtidos
Recursos necessários
Serão necessários
os seguintes recursos:
-
Ambiente integrado de desenvolvimento para realidade virtual (VRML)
-
Software TrueSpace 4.1
-
Placa Diamond Viper
-
Software Cosmo Worlds 2.0
-
1 computador padrão
-
1 bolsa DTI para prototopação e implementação
dos agentes pedagógicos
Resusltados esperados
Ao final deste projeto,
serão disponibilzados agentes pedagógicos para implantação
e integração em Ambientes Imersivos de Aprendizagem
Cooperativa de apoio á construção de conceitos
relacionados à deterioação e conservação
de alimentos, a ser inicialmente testado com alunos de Engenharia de Alimentos
e técnicos da EMATER/RS, e posteriromente aplicado na educação
continuada e com diversos alunos das diversas faculdades envolvidas com
o assunto.
Bibliografia
-
Barbel, I., Bovet, M., Sinclair, H. (!977). Aprendizagem e Estruturas do
Conhecimento. São Paulo. Saraiva
-
Becker, F. (1993). Da Ação à Operação.
O caminho da Aprendizagem em J. Piaget e P. Freire. Porto Alegre. Palmarinca
/ Educação & Realidade / EST Edições
-
Damer, B. (1998). Avatars! Exploring and Building Virtual Worlds on the
Internet. Berleley. Peachpit Press
-
Damásio, A. R. (1996). O Erro de Descartes. Emoção,
Razão e o Cérebro Humano. São Paulo. Companhia Das
Letras
-
Dillenbourg, P. (1996). Some technical of distributed cognition on the
design on interactive learning environments. Journal of AI in Education(2)
-
Del Nero, H. S. (1997). O Sítio da Mente. São Paulo. Collegio
Cognitio
-
Elliot, C., Rickel, J., Lester, J. (1997). Integrating affetive computing
into tutoring agentes. Nagoya. Workshop on Animated Interface Agents
-
Elliot, C., Brzenzinski, J. (1998). Autonomous agents as synthetic characters.
AI Magazine
-
Flavell, J. (1996). A Psicologia do Desenvolvimento de Jean Piaget. São
Paulo. Livraria Pioneira Editora
-
Johnson, W. L., Pedagogical Agents in Virtual Learning Environments, Center
for Advanced Research in Tecnology for Education, http://www.isi.edu/isd/carte
-
Lajonquière, L. (1992). De Piaget a Freud: para repensar as aprendizagens.
Petrópolis. Editora Vozes
-
Kalawsky, R. S.(1997). Exploiting Virtual Reality Techniques in Education
and Training: Technological Issues. http://www.man.ac.uk/MVC/SIMA/vrtech/title.html
-
Montangero, J., Maurice-Naville, D. (1998) Piaget ou a Inteligência
em Evolução. Porto Alegre. ArtMed
-
Piaget, J. (1972). Ensaio da lógica operatória. São
Paulo: Ed. da USP
-
Piaget, J., Gréco, P. (1974). Aprendizagem e Conhecimento. São
Paulo. Livraria Freitas Bastos
-
Piaget, J. (1976). O Desenvolvimento do Pensamento. Equilibração
das Estruturas Cognitivas. Lisboa. Publicações Dom Quixote
-
Piaget, J; Inhelder, B. (1976). Da lógica da criança à
lógica do adolescente. São Paulo: Pioneira
-
Piaget, P. (1978), Fazer e Compreender. Edições Melhoramentos/
Editora da Universidade de São Paulo
-
Piaget, J. (1983). Psicologia da Inteligência. Rio de Janeiro:
Zahar
-
Piaget, J. (1996). Biologia e Conhecimento. São Paulo. Editora Vozes
-
Rickel, J., Johnson, W. L., (1997). Intelligent Tutoring in Virtual Reality:
A Preliminary Report. Proceedings of Workshop 5 - Pedagogical Agents. 8th
World Conference on Artificial Intelligence in Education. AI-ED 97
-
Picard, R. W., (1997). Affective Computing. Cambrige. The MIT Press
-
Shneiderman, B., (1993). The Encyclopedia of Virtual Environments. http://www.hitl.washington.edu/scivw/EVE/
-
Wazlawick, R. S., (1994) Agentes Autônomos e Teoria da Equilibração
Cognitiva. htpp://www.inf.usc.br/~raul/brasil.html
Figura 1: fonte:
Piaget, J., Gréco, P. (1974), p. 55