Como uma Inteligência Artificial poderá ser o melhor professor para alunos

Após a popularização de ferramentas de processamento de linguagem natural orientada por uma Inteligência Artificial, como o ChatGPT, muito se questionou sobre os impactos negativos que esses instrumentos teriam na educação. Alunos poderiam utilizar uma IA para resolver seus deveres de casa e seus trabalhos e, consequentemente, houve um temor em relação à uma não aprendizagem por parte dos estudantes e como as escolas e profissionais pedagógicos não estariam preparados para lidar com essas questões à um curto prazo.

Entretanto, recentemente em abril, durante uma apresentação do TED Talks, Sal Khan — fundador e CEO da Khan Academy — demonstrou uma linha de pensamento otimista sobre os impactos da IA em sala de aula, sendo essa mudança de paradigma uma fagulha de abrirá portas para uma das maiores transformações positiva que já houve na história da educação.

A Khan Academy é uma organização educacional sem fins lucrativos responsável por distribuir centenas de vídeos de aulas pelo mundo gratuitamente, e parte dos interesses de seu fundador é democratizar o acesso ao conhecimento. Ele compartilha que existem oportunidades tanto para estudantes quanto para educadores colaborarem entre si utilizando tais ferramentas de IA, pois com o uso do ChatGPT e outros recursos similares, será possível que todo professor ou aluno possa ter um auxiliar ou tutor paralelamente aos estudos de sala de aula.

Problema de 2 Sigma de Bloom

Para entendermos os impactos de uma tutoria individualizada feita por uma inteligência artificial, é necessário compreender um estudo feito por Benjamin Bloom (1913-1999), um psicólogo e pesquisador de educação estadunidense, que propõe uma abordagem, em 1984, que poderia melhorar o desempenho de um grupo de estudantes. Tal pesquisa ficou conhecida como o problema de 2 sigma de Bloom, que conclui que em uma sala de aula convencional, a média de desempenho dos alunos não apresentava níveis de dispersão e poderia ser representada por um gráfico de desvio padrão como na imagem abaixo.

Nesse gráfico podemos concluir que a maioria dos alunos terão um desempenho médio padrão, enquanto alguns valor atípicos serão apresentados nos extremos com estudantes que apresentarão desempenho muito acima da média ou muito abaixo do esperado.

Entretanto, ao introduzir dois conceitos chamados “aprendizado por domínio” e “tutoria individual” o desempenho melhorava em até 98% deslocando a curva para o lado ótimo. Tais termos a serem introduzidos consistem respeitar o tempo necessário de aprendizado de cada aluno para entender o conteúdo das disciplinas e a inclusão de um tutor pessoal para orientar o aprendizado individual com sugestões e exercícios personalizados e resolução de dúvidas.

Porém, financeiramente torna-se inviável o acompanhamento individual e personalização do estudo para cada aluno feito através de um profissional, que normalmente é pago por fora da escola, e a partir dessa conclusão de Benjamin Bloom que Sal Khan apresenta a inteligência artificial com processamento de linguagem natural como solução para este problema de uma maneira mais democrática.

Tutoria individualizada por IA

Sal Khan, em sua apresentação pelo TED Talks, apresenta uma nova ferramenta desenvolvida pela Khan Academy, o Khanmigo. Esse recurso é uma inteligência artificial, que funciona tal qual o ChatGPT, porém apresenta um grande diferencial. A IA atuará como um auxiliador na resolução de problemas e no estudo de tal forma como um ótimo tutor faria, ou seja, não apresentando diretamente a resposta para o estudante. O Khanmigo se recusa a dar sugestões para o aprendiz e induz uma linha de raciocínio para que o próprio consiga chegar à conclusões e aprender como resolver a questão.

Além de ser um chatbot, ele consegue visualizar toda a página onde está ocorrendo a resolução do problema para identificar o raciocínio do estudante e proporcionar um auxílio da melhor forma possível e extremamente ágil. O estudante consegue apontar precisamente os pontos de maiores dúvidas para que seja ajudado de uma maneira totalmente personalizada e guiada para um melhor aprendizado.

As aplicações dessa ferramenta vão além de simplesmente ajudar a resolver um problema matemático simples. A profundidade que tal solução apresenta é apresentada durante o TED Talks quando é simulada uma situação onde um estudante está lendo o livro O Grande Gatsby de Scott Fitzgerald e o aluno indaga sobre o personagem principal Jay Gatsby estar sempre contemplando uma luz verde do outro lado do lago de sua casa.

Como uma forma de ajudar na interpretação literária do estudante, o próprio chatbot interpreta um papel onde ele se torna o próprio protagonista Jay Gatsby e responde as dúvidas do leitor sobre a própria história e seus pensamentos.

Dessa forma, é possível personalizar o aprendizado da maneira como o aluno aprenda melhor. É possível que ele converse com figuras históricas ou até mesmo com coisas inanimadas como uma montanha. Um estudante de geografia poderia, através do Khanmigo, perguntar sobre características pessoais diretamente para o Pão de Açúcar no Rio de Janeiro e o chatbot responderia atuando como o morro.

Assista a apresentação completa do Sal Khan no TED Talks, onde ele apresenta diferentes exemplos de aplicação dessa tecnologia, como por exemplo um protótipo que está sendo desenvolvido onde a IA poderia realizar questões e testar o conhecimento do aluno em relação a um tópico específico escolhido pelo mesmo.

O que a própria IA tem a dizer sobre isso?

Por fim, perguntamos ao próprio ChatGPT sobre qual seria a visão de uma inteligência artificial sobre o assunto discutido neste artigo. Questionamos sobre como a IA pode impactar positivamente na educação e obtivemos o seguinte diálogo.

Pergunta: “O que a inteligência artificial pode fazer para auxiliar na melhoria da educação?”

Resposta elaborada pelo ChatGPT:

“A inteligência artificial (IA) tem o potencial de revolucionar a educação em diversos aspectos, desde o aprendizado individualizado até o suporte para o trabalho dos professores. Aqui estão algumas maneiras pelas quais a IA pode auxiliar na melhoria da educação:

1. Aprendizado adaptativo: a IA pode ser usada para criar sistemas de aprendizado adaptativo que personalizam a experiência educacional de cada aluno de acordo com seu ritmo, nível de compreensão e necessidades específicas. Isso pode ajudar a maximizar o potencial de aprendizado de cada aluno e garantir que ninguém seja deixado para trás.
2. Feedback imediato: a IA pode ser usada para fornecer feedback imediato aos alunos sobre seu progresso, permitindo que eles ajustem seu aprendizado em tempo real. Isso pode ajudar a melhorar o desempenho do aluno e a aumentar a motivação.
3. Análise de dados: a IA pode ser usada para analisar grandes conjuntos de dados educacionais para identificar tendências e padrões. Isso pode ajudar os professores a identificar áreas problemáticas e ajustar seus métodos de ensino de acordo com as necessidades dos alunos.
4. Assistente virtual: a IA pode ser usada como um assistente virtual para ajudar os alunos a tirar dúvidas e obter informações adicionais sobre tópicos específicos. Isso pode ajudar a tornar o aprendizado mais acessível e a aumentar a eficiência do processo de ensino.
5. Previsão de desempenho: a IA pode ser usada para prever o desempenho dos alunos com base em seu histórico acadêmico, bem como em outros fatores, como frequência de aulas e comportamento em sala de aula. Isso pode ajudar os professores a identificar alunos que possam precisar de ajuda adicional e a oferecer suporte personalizado.

Essas são apenas algumas maneiras pelas quais a IA pode ajudar a melhorar a educação. À medida que a tecnologia evolui, é provável que novas formas de aplicação surjam, oferecendo ainda mais benefícios para alunos e professores.”

O Khanmigo pode ser o pontapé para uma revolução educacional que veremos nos próximos anos, assim como em todas as áreas que poderão ser impactadas positivamente e negativamente pela inteligência artificial, como disse Bill Gates recentemente quando se posicionou a favor do uso de IA como auxiliadora dos desafios da sociedade. Entretanto, é importante que entendemos as diferentes maneiras de utilizar essas ferramentas para o bem da sociedade e como aplicar de formas que auxiliem as atividades dos seres humanos, seja com o aprendizado ou realizando tarefas básicas e repetitivas do seu trabalho.

Fonte: TED Talks, IFSC, Tutor Mundi.

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Revisado por Glauco Vital em 5/5/23.