Este trabalho de investigação situa-se na área dos Tutores Inteligentes ("Intelligent Tutor"), para o ensino da Programação em lógica, envolvendo figuras de programação (decisão, repetição recursão) e estruturas de representação da informação. 0 Tutor- Prolog ensina um subconjunto da linguagem de programação Prolog através da geração automática de exemplos organizados em níveis de complexidade dentro de um contexto instrucional. Estes exemplos são apresentados simultaneamente em Português e em Prolog. O ensino de figuras básicas da programação é introduzido atrav6s de exercícios orientados pelo Tutor-Prolog. 0 mesmo ocorre na introdução das estruturas para a representação da informação (listas, Arvores e enquadramentos). Todo o processo de ensino 6 conduzido pelo Tutor-Prolog, com base no modelo do aluno no modelo da interação. Portanto, os métodos utilizados são a ensino por indução (tutorial) e por tentativa e erro (depuração). O modelo de ensino é suportado por conhecimentos e por hip6teses que representam o conhecimento que o aluno possuía ou adquiriu através do tutorial. Tutor-Prolog aprende através de modelos (do aluno e da interação) resultantes da aplicação de hip6teses geradas com base no conhecimento existente a cada momento. Em grande parte dos casos as hipóteses são) utilizadas conjuntamente com exemplos. A capacidade de aprendizagem do Tutor 6 limitada a determinadas áreas de sua intervenção, com p a seleção das estratégias de ensino (ao nível do tutorial), os programas que o aluno escreve (ao nível da depuração) e o vocabulário e a sintaxe que utiliza para as consultas (ao nível da interface em língua natural escrita (WEN 87]). 0 presente trabalho apoiou-se em experimentação pratica realizada com alunos do ensino secundário de ma escola de Lisboa, tendo o Tutor-Prolog resultado de diversas observações feitas com os três protótipos desenvolvidos.

Este trabalho de investigação situa-se na área dos Tutores Inteligentes ("Intelligent Tutor"), para o ensino da Programação em lógica, envolvendo figuras de programação (decisão, repetição recursão) e estruturas de representação da informação. 0 Tutor- Prolog ensina um subconjunto da linguagem de programação Prolog através da geração automática de exemplos organizados em níveis de complexidade dentro de um contexto instrucional. Estes exemplos são apresentados simultaneamente em Português e em Prolog. O ensino de figuras básicas da programação é introduzido atrav6s de exercícios orientados pelo Tutor-Prolog. 0 mesmo ocorre na introdução das estruturas para a representação da informação (listas, Arvores e enquadramentos). Todo o processo de ensino 6 conduzido pelo Tutor-Prolog, com base no modelo do aluno no modelo da interação. Portanto, os métodos utilizados são a ensino por indução (tutorial) e por tentativa e erro (depuração). O modelo de ensino é suportado por conhecimentos e por hip6teses que representam o conhecimento que o aluno possuía ou adquiriu através do tutorial. Tutor-Prolog aprende através de modelos (do aluno e da interação) resultantes da aplicação de hip6teses geradas com base no conhecimento existente a cada momento. Em grande parte dos casos as hipóteses são) utilizadas conjuntamente com exemplos. A capacidade de aprendizagem do Tutor 6 limitada a determinadas áreas de sua intervenção, com p a seleção das estratégias de ensino (ao nível do tutorial), os programas que o aluno escreve (ao nível da depuração) e o vocabulário e a sintaxe que utiliza para as consultas (ao nível da interface em língua natural escrita (WEN 87]). 0 presente trabalho apoiou-se em experimentação pratica realizada com alunos do ensino secundário de ma escola de Lisboa, tendo o Tutor-Prolog resultado de diversas observações feitas com os três protótipos desenvolvidos.

Este trabalho de investigação situa-se na área dos Tutores Inteligentes ("Intelligent Tutor"), para o ensino da Programação em lógica, envolvendo figuras de programação (decisão, repetição recursão) e estruturas de representação da informação. 0 Tutor- Prolog ensina um subconjunto da linguagem de programação Prolog através da geração automática de exemplos organizados em níveis de complexidade dentro de um contexto instrucional. Estes exemplos são apresentados simultaneamente em Português e em Prolog. O ensino de figuras básicas da programação é introduzido atrav6s de exercícios orientados pelo Tutor-Prolog. 0 mesmo ocorre na introdução das estruturas para a representação da informação (listas, Arvores e enquadramentos). Todo o processo de ensino 6 conduzido pelo Tutor-Prolog, com base no modelo do aluno no modelo da interação. Portanto, os métodos utilizados são a ensino por indução (tutorial) e por tentativa e erro (depuração). O modelo de ensino é suportado por conhecimentos e por hip6teses que representam o conhecimento que o aluno possuía ou adquiriu através do tutorial. Tutor-Prolog aprende através de modelos (do aluno e da interação) resultantes da aplicação de hip6teses geradas com base no conhecimento existente a cada momento. Em grande parte dos casos as hipóteses são) utilizadas conjuntamente com exemplos. A capacidade de aprendizagem do Tutor 6 limitada a determinadas áreas de sua intervenção, com p a seleção das estratégias de ensino (ao nível do tutorial), os programas que o aluno escreve (ao nível da depuração) e o vocabulário e a sintaxe que utiliza para as consultas (ao nível da interface em língua natural escrita (WEN 87]). 0 presente trabalho apoiou-se em experimentação pratica realizada com alunos do ensino secundário de ma escola de Lisboa, tendo o Tutor-Prolog resultado de diversas observações feitas com os três protótipos desenvolvidos.

Made available in DSpace on 2019-04-05T23:09:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-01-16 / The comprehension of urban activities and phenomena is of the utmost importance for society as a whole, in particular for those agencies responsible for public administration. Such activities are characterized by their complexity and therefore their difficulty in terms of study and training. Tools must be developed in order to make studying/training for these activities feasible, in a way as to provide the means for such comprehension. In this paper, an architecture is proposed for the construction of tools geared toward study and training in urban activities: the architecture for Intelligent Tutorial Geosimulator Systems, or ITGS. ITGS contemplate a multi-agent geosimulator supported by an intelligent tutor to help the user to better understand the model studied. In order to evaluate the proposal of ITGS and to offer a tool for the public safety sector, a training system was developed the ExpertCop system focused on the current problem of urban crime. ExpertCop was developed with the aim of assisting the training of police officers in the urban activity of police resources allocation. The system implements the proposals of ITGS by using geosimulation of the process studied through a set of structured steps, in the form of a computer game, in order to enhance and motivate the student s learning process, as well as a tutorial agent offering support to the student in understanding the model proposed. Support is offered by means of explanations of the simulation s emergent behavior (macro-level) and the individual explanations of the simulated events (micro-level). The system was evaluated by applying it during a course for police officers, whereby the results obtained demonstrated the effectiveness of the proposal. / A compreensão das atividades e fenômenos urbanos é de suma importância para a sociedade como um todo, em especial para os órgãos responsáveis pela gestão pública. Estas atividades são caracterizadas por sua complexidade e conseqüente dificuldade de estudo e treinamento. Torna-se necessário o desenvolvimento de ferramentas que viabilizem o estudo/ treinamento destas atividades de modo a possibilitar sua compreensão. Neste trabalho, propõe-se uma arquitetura para a construção de ferramentas voltadas ao estudo e treinamento de atividades urbanas: a arquitetura para Sistemas Geosimuladores Tutores Inteligentes SGTI. SGTI contempla um geosimulador multiagente apoiado por um tutor inteligente para dar suporte ao usuário na compreensão do modelo estudado. De forma a avaliar a proposta de SGTI e oferecer uma ferramenta para o setor de segurança pública, desenvolveu-se um sistema de treinamento, tendo como foco a problemática atual da criminalidade urbana, o sistema ExpertCop. ExpertCop foi desenvolvido com o objetivo de auxiliar os oficiais da polícia no treinamento da atividade urbana de alocação de recursos. O sistema implementa as propostas de SGTI, utilizando a geosimulação do processo estudado em um conjunto de passos estruturados, sob a forma de jogo, de modo a colaborar e motivar o aprendizado do aluno, e um agente tutor oferecendo suporte ao aluno na compreensão do modelo proposto. O suporte é oferecido por meio de explicações do comportamento emergente da simulação (macro-nível) e explicações individuais dos eventos simulados (micro-nível). A avaliação do sistema foi feita aplicando-o em um curso para oficiais de polícia, onde os resultados obtidos mostram a eficácia da proposta.

Com os ambientes de suporte à Educação a Distância baseados na Internet foram introduzidas novas possibilidades à educação. Ambientes de Educação a Distância possuem ferramentas de comunicação projetadas para facilitarem tanto a interação como a sua análise. Diversas inovações tecnológicas foram desenvolvidas ao longo dos anos e estão sendo incorporadas ao processo educacional. Porém os benefícios, trazidos pela tecnologia, dependerão da forma na qual os ambientes forem construídos e utilizados. Com este cenário em mente, a importância da escolha do ambiente virtual de ensino a ser utilizado é fundamental. Desta forma, o presente trabalho introduz o embasamento teórico dos diversos aspectos da Educação a Distância, com o uso de novas tecnologias, como a internet. Pesquisa vários ambientes virtuais de ensino, fazendo um levantamento sobre suas funcionalidades e características. Também serão apresentadas as funcionalidades desejáveis para apoiar o professor, o aluno e o administrador do sistema no uso do ambiente, em relação a ferramentas para construção e manutenção do curso e ferramentas para interação entre seus participantes. Em seguida, relata uma experiência de uso de alguns dos ambientes virtuais de ensino pesquisados, gerando uma comparação entre os mesmos, onde procura destacar as funcionalidades dos ambientes no que diz respeito às suas ferramentas de interação, classificando as metodologias e funções utilizadas.

Com os ambientes de suporte à Educação a Distância baseados na Internet foram introduzidas novas possibilidades à educação. Ambientes de Educação a Distância possuem ferramentas de comunicação projetadas para facilitarem tanto a interação como a sua análise. Diversas inovações tecnológicas foram desenvolvidas ao longo dos anos e estão sendo incorporadas ao processo educacional. Porém os benefícios, trazidos pela tecnologia, dependerão da forma na qual os ambientes forem construídos e utilizados. Com este cenário em mente, a importância da escolha do ambiente virtual de ensino a ser utilizado é fundamental. Desta forma, o presente trabalho introduz o embasamento teórico dos diversos aspectos da Educação a Distância, com o uso de novas tecnologias, como a internet. Pesquisa vários ambientes virtuais de ensino, fazendo um levantamento sobre suas funcionalidades e características. Também serão apresentadas as funcionalidades desejáveis para apoiar o professor, o aluno e o administrador do sistema no uso do ambiente, em relação a ferramentas para construção e manutenção do curso e ferramentas para interação entre seus participantes. Em seguida, relata uma experiência de uso de alguns dos ambientes virtuais de ensino pesquisados, gerando uma comparação entre os mesmos, onde procura destacar as funcionalidades dos ambientes no que diz respeito às suas ferramentas de interação, classificando as metodologias e funções utilizadas.

Com os ambientes de suporte à Educação a Distância baseados na Internet foram introduzidas novas possibilidades à educação. Ambientes de Educação a Distância possuem ferramentas de comunicação projetadas para facilitarem tanto a interação como a sua análise. Diversas inovações tecnológicas foram desenvolvidas ao longo dos anos e estão sendo incorporadas ao processo educacional. Porém os benefícios, trazidos pela tecnologia, dependerão da forma na qual os ambientes forem construídos e utilizados. Com este cenário em mente, a importância da escolha do ambiente virtual de ensino a ser utilizado é fundamental. Desta forma, o presente trabalho introduz o embasamento teórico dos diversos aspectos da Educação a Distância, com o uso de novas tecnologias, como a internet. Pesquisa vários ambientes virtuais de ensino, fazendo um levantamento sobre suas funcionalidades e características. Também serão apresentadas as funcionalidades desejáveis para apoiar o professor, o aluno e o administrador do sistema no uso do ambiente, em relação a ferramentas para construção e manutenção do curso e ferramentas para interação entre seus participantes. Em seguida, relata uma experiência de uso de alguns dos ambientes virtuais de ensino pesquisados, gerando uma comparação entre os mesmos, onde procura destacar as funcionalidades dos ambientes no que diz respeito às suas ferramentas de interação, classificando as metodologias e funções utilizadas.

Esta dissertação situa-se no projeto de pesquisa intitulado "Um Modelo Computacional de Aprendizagem a Distância Baseada na Concepção Sócio- Interacionista". Este projeto se enquadra na visão de aprendizagem situada, isto é, na concepção de cognição como uma prática social baseada na utilização de linguagem, símbolos e signos. O objetivo é a construção de um ambiente de Educação a Distância, implementado como um sistema multiagente composto por agentes artificiais e agentes humanos, inspirando-se na teoria sócio-interacionista de Vygotsky. Nesta sociedade, todos os personagens (aprendizes e agentes artificiais) são modelados como agentes sociais integrados em um ambiente de ensino-aprendizagem. A arquitetura deste sistema é formada pelos seguintes agentes artificiais: agente diagnóstico, agente mediador, agente colaborativo, agente semiótico e agente social. Os agentes humanos que interagem com o sistema desempenham o papel de tutores, aprendizes ou ambos. Esta dissertação visa à concepção e à implementação de um dos agentes desta arquitetura: o agente semiótico. Esta concepção foi baseada na Engenharia Semiótica, em particular para a apresentação do material instrucional utilizado no processo de ensinoaprendizagem.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-04T13:17:59Z No. of bitstreams: 1 DIEGO DERMEVAL MEDEIROS DA CUNHA MATOS - TESE (PPGCC) 2017.pdf: 5848671 bytes, checksum: b890812e50eefda440fc048fd77b0f93 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T13:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIEGO DERMEVAL MEDEIROS DA CUNHA MATOS - TESE (PPGCC) 2017.pdf: 5848671 bytes, checksum: b890812e50eefda440fc048fd77b0f93 (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / Sistemas Tutores Inteligentes (STIs) têm recibo a atenção de acadêmicos e profissionais desde da década de 70. Tem havido um grande número de estudos recentes em apoio da efetividade de STIs. Entretanto, é muito comum que estudantes fiquem desengajados ou entediados durante o processo de aprendizagem usando STIs. Para considerar explicitamente os aspectos motivacionais de estudantes, pesquisadores estão cada vez mais interessados em usar gamificação em conjunto com STIs. Contudo, apesar de prover tutoria individualizada para estudantes e algum tipo de suporte para professores, estes usuários não têm recebido alta prioridade no desenvolvimento destes tipos de sistemas. De forma a contribuir para o uso ativo e personalizado de STIs gamificados por professores, três problemas técnicos devem ser considerados. Primeiro, projetar STI é muito complexo (deve-se considerar diferentes teorias, componentes e partes interessadas) e incluir gamificação pode aumentar significativamente tal complexidade e variabilidade. Segundo, as funcionalidades de STIs gamificados podem ser usadas de acordo com vários elementos (ex.: nível educacional, domínio de conhecimento, teorias de gamificaçãoe STI, etc). Desta forma, é imprescindível tirar proveito das teorias e práticas de ambos os tópicos para reduzir o espaço de design destes sistemas. Terceiro, para efetivamente auxiliar professores a usarem ativamente estes sistemas, faz-se necessário prover uma solução simples e usável para eles. Para lidar com estes problemas, o principal objetivo desta tese é projetar uma solução computacional de autoria para fornecer aos professores uma forma de personalizar as funcionalidades de STIs gamificados gerenciando a alta variabilidade destes sistemas e considerando as teorias/práticas de gamificação e STI. Visando alcançar este objetivo, nós identificamos o espaço de variabilidade e o representamos por meio do uso de uma abordagem de modelagem de features baseada em ontologias (OntoSPL). Desenvolvemos um modelo ontológico integrado (Ontologia de tutoria gamificada ou Gamified tutoring ontology) que conecta elementos de design de jogos apoiados por evidências no domínio de e-learning, além de teorias e frameworks de gamificação aos conceitos de STI. Finalmente, desenvolvemos uma solução de autoria (chamada AGITS) que leva em consideração tais ontologias para auxiliar professores na personalização de funcionalidades de STIs gamificados. As contribuições deste trabalho são avaliadas por meio da condução de quatro estudos empíricos: (1) conduzimos um experimento controlado para comparar a OntoSPL com uma abordagem de modelagem de features bem conhecida na literatura. Os resultados sugerem que esta abordagem é mais flexível e requer menos tempo para mudar; (2) avaliamos o modelo ontológico integrado usando um método de avaliação de ontologias (FOCA) com especialistas tanto de contexto acadêmico quanto industrial. Os resultados sugerem que as ontologias estão atendendo adequadamente os papeis de representação do conhecimento; (3) avaliamos versões não-interativas da solução de autoria desenvolvida com 59 participantes. Os resultados indicam uma atitude favorável ao uso da solução de autoria projetada,nos quais os participantes concordaram que a solução é fácil de usar, usável, simples, esteticamente atraente,tem um suporte bem percebido e alta credibilidade; e (4) avaliamos, por fim,versões interativas (do zero e usando um modelo) da solução de autoria com 41 professores. Os resultados sugerem que professores podem usar e reusar, com um alto nível de aceitação, uma solução de autoria que inclui toda a complexidade de projetar STI gamificado. / Intelligent Tutoring Systems (ITSs) have been drawing the attention of academics and practitioners since early 70’s. There have been a number of recent studies in support of the effectiveness of ITSs. However, it is very common that students become disengaged or bored during the learning process by using ITSs. To explicitly consider students’ motivational aspects, researchers are increasingly interested in using gamification along with ITS.However, despite providing individualized tutoring to students and some kind of support for teachers, teachers have been not considered as first-class citizens in the development of these kinds of systems. In order to contribute to the active and customized use of gamified ITS by teachers, three technical problems should be considered. First, designing ITS is very complex (i.e., take into account different theories, components, and stahekolders) and including gamification may significantly increase such complexity and variability. Second, gamified ITS features can be used depending on several elements (e.g., educational level, knowledge domain, gamification and ITS theories, etc). Thus, it is imperative to take advantage of theories and practices from both topics to reduce the design space of these systems. Third, in order to effectively aid teachers to actively use such systems, it is needed to provide a simple and usable solution for them. To deal with these problems, the main objective of this thesis is to design an authoring computational solution to provide for teachers a way to customize gamified ITS features managing the high variability of these systems and considering gamification and ITS theories/practices. To achieve this objective, we identify the variability space and represent it using an ontology-based feature modeling approach (OntoSPL). We develop an integrated ontological model (Gamified tutoring ontology) that connects evidence-supported game design elements in the e-learning domain as well as gamification theories and frameworks to existing ITS concepts. Finally, we develop an authoring solution (named AGITS) that takes into account these ontologies to aid teachers in the customization of gamified ITS features. We evaluate our contributions by conducting four empirical studies: (1) we perform a controlled experiment to compare OntoSPL against a well-known ontology-based feature modeling approach. The results suggest that our approach is more flexible and requires less time to change; (2) we evaluate the ontological integrated model by using an ontology evaluation method (FOCA) with experts from academic and industrial settings. The results suggest that our ontologies are properly targeting the knowledge representation roles; (3) we evaluate non-interactive versions of the designed authoring solution with 59 participants. The results indicate a positive attitude towards the use of the designed authoring solutions, in which participants agreed that they are ease to use, usable, simple, aesthetically appealing, have a well-perceived system support and high credibility; and (4) we also evaluate interactive versions (scratch and template) of our authoring solution with 41 teachers. The results suggest that teachers can use and reuse, with a high acceptance level, an authoring solution that includes all the complexity to design gamified ITS.

A Inteligência Artificial é uma área da computação onde se está constantemente desenvolvendo pesquisas em software educacionais, principalmente os Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Esses sistemas têm a capacidade de se adaptarem às particularidades de cada aluno, proporcionando assim, ambientes que facilitam a aprendizagem do usuário. Recentemente foi incorporada a tecnologia de agentes na modelagem do STI e nos ambientes educacionais na Internet. Estes agentes são denominados pedagógicos quando estão ligados a um ambiente onde existe uma sociedade de agentes que compõem um sistema de ensino-aprendizagem. Este texto apresenta um modelo de adaptação para ambientes genéricos de ensino, composto por agentes pedagógicos. A proposta é baseada em estudos relacionados com sistemas hipermídia adaptativos, sistemas tutores inteligentes, sistemas multiagentes e agentes pedagógicos. Inicialmente, o texto descreve o modelo. Logo após, é apresentada a implementação dos agentes os quais tem como tarefa prover a adaptação do ensino, sendo responsáveis em fornecer o caminho mais efetivo para a aprendizagem do aluno. Os agentes do modelo são denominados Agente Tutor, Agente Perfil e Agente de Comunicação. A realização da adaptação da instrução às características individuais do aprendiz implica o sistema conhecer: os padrões cognitivos de aprendizagem do aluno, traduzidos como estilos de aprendizagem e as suas implicações pedagógicas; e a modelagem das características do aprendiz: nível de conhecimento, metas, experiência e preferências do aprendiz. Finalmente, o texto descreve um estudo de caso, onde o modelo proposto foi integrado num ambiente de aprendizagem, e validado numa disciplina virtual a fim de avaliação de seus objetivos.