Conheça as abordagens e tecnologias da aprendizagem adaptativa

A idiossincrasia – ou seja, a particularidade comportamental que faz um indivíduo reagir de uma determinada maneira a agentes externos – é um fator levado em consideração no método de aprendizagem adaptativa, como referido no artigo anterior. Dessa forma, criadores e desenvolvedores de conteúdo educacional podem montar estratégias de aprendizagem visando atender à necessidade final do estudante, ou seja, a customização na montagem do método é permitida e traz resultados diferentes a cada formato criado.

Testes iniciais

Para elaborar as premissas do método, é preciso inicialmente ter um objetivo final e conhecer as abordagens que serão utilizadas na modelagem do sistema. Isso quer dizer, portanto: entender o que cada ferramenta faz e como elas contribuirão para o resultado.

Uma das formas mais básicas, mas ainda eficaz, está na testagem inicial do aluno. Dentre as percussoras da aprendizagem adaptativa realizada em tempo real estão a adaptação de ponto único (single-point) e o teste adaptativo (adaptive testing ou computerised adaptive testing).

Aprendizagem adaptativa: adaptação de ponto único e teste adaptativo

adaptação de ponto único

Avalia o aluno em um determinado ponto ou aspecto utilizando um teste fixo, para ao final do exame gerar instruções a serem seguidas a partir daquele ponto. Esse tipo avaliativo, que pode ser considerado como um método primitivo da aprendizagem adaptativa, está presente, por exemplo, ao fazer um curso no qual há um teste inicial que gere um diagnóstico. E por meio do resultado, o aluno é direcionado dali em diante. Esse modelo é muito comum em cursos de língua hoje em dia.

teste adaptativo

Apesar de ter um número fixo de etapas, fornece uma árvore de decisão que leva a diferentes caminhos de acordo com as respostas dadas. Geralmente, os caminhos são definidos pelo grau de dificuldade das etapas. Ambas as abordagens avaliam o aluno dentro do espectro do teste, apenas. Sem dúvida, é um passo inicial importante na aprendizagem adaptativa, mas não há uma comparação ou inferência obtida a partir dos dados coletados de outros usuários para se ter uma visão mais holística. E, dessa forma, fez-se necessário a incorporação de novas técnicas que busquem a precisão necessária para o desenvolvimento do aluno.

Usuários

A aprendizagem adaptativa depende diretamente do usuário. É possível analisá-lo sob dois aspectos: o objetivo e o perfil de aprendizagem. O primeiro aspecto é o mais fácil, pois o objetivo final é extraído do próprio usuário, já os objetivos do processo são dados por competências a serem atingidas.

Por outro lado, o perfil de aprendizado é mais complexo, pois se trata de uma subjetividade considerável, já que a característica de cada aluno é extremamente presente. Ou até mesmo por tratar com uma área da ciência que envolve a psicologia emocional e comportamental e, sendo assim, estar também em constante mudança. Pode-se incluir nessa área as categorias como:

• Preferências no formato do conteúdo;
• Hábitos de aprendizagem;
• Bagagem no conteúdo;
• Período de esquecimento;
• Velocidade de assimilação.

Recomendação

O primeiro ponto relevante sobre a recomendação é o formato. Como o termo sugere, se trata da forma como o conteúdo é apresentado ao aluno. Os assuntos podem ser apresentados de diversas formas e serão direcionados de maneira diferente para cada usuário. Dentre eles pode-se observar:

• Leitura de texto;
• Assistir uma aula ao vivo ou uma videoaula com opção de pausa;
• Responder um teste ou questionário;
• Elaborar resumos e anotações;
• Debater o assunto com um ou mais colegas;
• Resolver o problema de forma aplicada ao cotidiano.

O segundo ponto sobre a recomendação se deve ao nível. O sistema de recomendação tem como objetivo fornecer um plano de ação adaptativo ao usuário com base em seu perfil. Quanto aos níveis de recomendação, dois são facilmente distinguíveis: a macrorrecomendação e a microrrecomendação.

A macrorrecomendação contempla uma habilidade ou um tópico como um todo. Em outras palavras, o tópico específico pode ser subdividido em vários conceitos e é fornecido a ordem em que esses conceitos vão ser aprendidos para conclusão do entendimento no tópico maior. Na microrrecomendação olha-se para dentro de cada conceito. O usuário é guiado em uma sequência de atividades para se aprender o conceito, como visualização de vídeos, resolução de exercícios, elaboração de resumos, entre outros.

Ferramentas e tecnologias da aprendizagem adaptativa

Diversas tecnologias e modelos podem compor o algoritmo da aprendizagem adaptativa e cada um incrementa o método de diferentes formas e precisões. Deles, podem ser destacados:

aprendizagem de máquina

Como dito no artigo anterior, essa subcategoria da inteligência artificial possibilita o sistema reconhecer padrões e aprender com seus próprios resultados, propondo, portanto, adaptações cada vez mais precisas. Esse tipo de tecnologia traz um grau profundo de precisão para a aprendizagem adaptativa na hora de indicar inconsistências no modelo e propor melhorias automáticas ao sistema.

teoria de resposta ao item

É um velho conhecido dos brasileiros. Uma ferramenta estatística utilizada nas correções de prova do Enem que pode também estar presente nos modelos de aprendizagem adaptativa. Sendo assim, o TRI leva em consideração o comportamento das respostas dos usuários em conjunto e estabelece padrões de coerência pedagógica nas suas análises.

agrupamento hierárquico

É um dos métodos de análise englobados pela seleção de dados. Nessa técnica, os dados são subdivididos sucessivamente até ser estabelecido hierarquias entre eles. Dessa forma, fica fácil a visualização de pontos em comum, a correlação e o grau de semelhança entre os dados. Na aprendizagem adaptativa tal técnica pode ajudar em como e porque os alunos podem ser agrupados, facilitando o trabalho do educador ao segmentar grupos de alunos por características em comum.

curva de esquecimento e revisão espaçada

Comprovadamente, uma das melhores formas de se reter um conteúdo é realizando revisões dele. O cérebro aos poucos “limpa” as memórias de curto prazo sem que elas sejam armazenadas como memórias de longo prazo e é dessa forma que se começa a esquecer. A esse processo contínuo, Hermann Ebbinghaus chamou curva de esquecimento.

A curva de esquecimento mostra os decaimentos que o cérebro têm na retenção da memória e sugere que são nesses momentos que rever o conteúdo garante a fixação do mesmo. De seus princípios surge a estratégia conhecida como revisão espaçada, na qual as revisões não são concentradas em períodos determinados, mas sim espaçadas utilizando os princípios de Ebbinghaus para evitar o esquecimento.

O problema é que aprender novos conteúdos e mapear quando os conteúdos antigos estão sendo esquecidos de forma manualmente se torna inviável para os humanos, mas não para os computadores. Dessa forma, os sistemas de aprendizagem adaptativa reconhecem padrões próprios dos usuários indicando qual é o melhor momento e como ele tem que revisar aquele conteúdo. Assim, nos planejamentos de estudo, enquanto para alguns novos conteúdos faz-se a assimilação, paralelamente consolida-se outros com a revisão espaçada.

grafo de conhecimento

É provável que essa seja a ferramenta mais visualmente atrativa das supracitadas. O grafo de conhecimento é uma espécie de teia que conecta diversos pontos, conhecidos como “nós”, mostrando a relação de dependência entre eles. A conexão entre esses “nós” mostra um fluxo de pré-requisito, no qual há o nó de origem e o nó-alvo.

No contexto educacional, pode-se atribuir a cada nó um objetivo pedagógico ou um conteúdo como, por exemplo, a aritmética. Esse artifício permite segmentar o conteúdo em pequenos pedaços, evitando a sobrecarga cognitiva, encontrando lacunas de aprendizagem que estão impedindo a progressão do aluno e, por fim, orientando o caminho do usuário até o fim do curso.

Essas ferramentas são apenas algumas das várias que elevam a aprendizagem adaptativa a um patamar superior de mapeamento, oferecendo testes em tempo real e gerando resultados mais assertivos que os chamados testes iniciais.

De acordo com o especialista Paulo Tomazinho, a chave para a solução da educação não está no ensino, está na aprendizagem. Mas não se muda a estrutura pedagógica de um sistema da noite para o dia. Sendo assim, é importante propor iniciativas estruturadas que busquem a entrada da aprendizagem adaptativa cada vez mais no setor educacional.

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*artigo escrito por Lorenzo Ferrari Assú Tessari, especialista em aprendizagem e metodologias de ensino. Formado em Ciências Biológicas pela Ufes, mestre em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia pela UFPR, e diretor e cofundador da Gama Ensino e da Anole.