Aprendizagem personalizada: como a IA está moldando o futuro da educação

A EdTech pode fazer parte da sala de aula de várias maneiras. Ele pode fornecer assistência complementar aos alunos, ajudar os instrutores a desempenhar suas funções e garantir que tarefas de bastidores, como monitorar o progresso dos alunos, sejam realizadas de forma consistente e precisa. A EdTech certa pode dar aos instrutores mais tempo para se concentrarem em conceitos de ensino de nível superior e fornecer ferramentas para garantir que cada aluno aprenda de uma maneira que seja confortável para eles.

À medida que a IA se integra nesta indústria, ela fornece aos educadores os meios para realizar tarefas de novas maneiras. Mas, em desenvolvimentos ainda mais interessantes, está a criar novas funcionalidades, como a aprendizagem personalizada, que são benéficas tanto para instrutores como para alunos. Nas seções a seguir, exploramos como a aprendizagem personalizada baseada em IA pode ajudar os alunos e muitas outras maneiras pelas quais as soluções baseadas em IA estão moldando o futuro da educação.

Aprendizagem Personalizada

Uma das melhorias mais benéficas que os sistemas educacionais baseados em IA podem oferecer é a aprendizagem personalizada, também conhecida como aprendizagem individualizada. Embora oferecer o mesmo currículo às salas de aula dos alunos possa ser eficaz, ministrar aulas ao ritmo de cada aluno pode ser ainda mais eficaz, especialmente para aqueles que estão muito à frente ou muito atrás dos seus pares no processo de aprendizagem.

Além disso, cada aluno tem um estilo de aprendizagem único ao qual os sistemas baseados em IA podem se adaptar. Esses aplicativos podem fornecer jogos, programas personalizados e outros recursos para promover o aprendizado. Veja como eles funcionam:

• Jogos. Os jogos com tecnologia de IA fornecem experiências de aprendizagem que se adaptam aos estilos e velocidades de aprendizagem individuais, analisando o desempenho do jogador e ajustando a dificuldade do jogo de acordo. Esse processo fornece feedback valioso para instrutores e alunos e torna a educação mais eficaz e acessível para alunos em vários níveis.
• Programas personalizados. Com aplicativos que se ajustam às necessidades de cada aluno, a experiência educacional pode ser baseada no próximo conceito que eles estão prontos para aprender, e não em um processo genérico no qual os alunos são forçados a se enquadrar. O Indústria de eLearning observa que os programas personalizados incluem aprendizagem adaptativa, tutoria inteligente, recomendações personalizadas, insights baseados em dados, aprendizagem multimodal, avaliações personalizadas e caminhos de aprendizagem individualizados.
• Outras características. Recursos como o processamento de linguagem natural permitem que os alunos aprendam com aplicativos baseados em IA de maneira conversacional que lhes pareça familiar. Por exemplo, tal programa pode orientar um aluno do ensino fundamental através de um problema de matemática ou ajudá-lo a identificar partes do discurso em uma história.

Um exemplo deste tipo de plataforma é aquela que identifica lacunas de conhecimento, facilita as intervenções dos professores, faz recomendações para planos de estudo personalizados e fornece recursos para poupar tempo aos professores. É então importante saber como criar ferramentas de IA e como utilizar inovações alimentadas por IA que podem perturbar a educação tradicional.

Livros didáticos inteligentes

Outra ferramenta altamente valiosa que surgiu com a IA na educação são os livros didáticos inteligentes, que são livros didáticos em formato de e-book. Essas versões eletrônicas oferecem recursos mais interativos e envolventes do que as páginas estáticas dos livros em papel. Os seguintes recursos podem ser encontrados em livros inteligentes:

• Resumos de capítulos – breves sinopses de cada capítulo para ajudar a garantir que os alunos identifiquem todas as ideias principais em suas leituras
• Guias de estudo – perguntas para ajudar os alunos a compreender as leituras
• Cartões Flash – ferramentas de aprendizagem simples para ajudar nas tarefas de memorização
• Avaliações e feedback em tempo real – questionários e outras verificações breves para ajudar os alunos a saber se estão progredindo e o que podem fazer para alcançar seus objetivos
• Testes práticos – testes que não são contabilizados nas notas dos alunos, mas que lhes dão prática para responder aos tipos de perguntas que provavelmente estarão no teste real
• Tomando notas – a capacidade de escrever a compreensão do texto pelos próprios alunos ou escrever perguntas para perguntar ao instrutor ou chatbot educacional

Esses recursos podem ser utilizados pelos alunos de forma personalizada. Por exemplo, eles podem fazer quantos testes práticos quiserem até se sentirem confiantes de que serão capazes de passar no exame real.

Testes mais precisos

Os testes são muito importantes na educação porque ajudam os instrutores a compreender o quanto os alunos sabem, tanto individualmente quanto em grupo. Essas informações são úteis para ajustar os elementos do curso para todos os alunos e para personalizar o curso para cada um.

Um aspecto dos testes precisos é garantir que os alunos cumpram os padrões de teste. Durante os testes em sala de aula ou on-line, os aplicativos baseados em IA podem rastrear as ações de cada aluno por meio de câmeras da web, microfones e navegadores da web, incluindo a realização de uma análise de teclas digitadas para garantir a adesão às diretrizes de teste.

Embora os testes sejam uma ferramenta valiosa, a análise dos resultados dos testes ao longo do tempo é ainda melhor, pois pode ajudar os instrutores a compreender os padrões e, como resultado, iniciar instruções corretivas. Os sistemas baseados em IA podem identificar esses padrões nos resultados dos testes de cada aluno. Eles também podem ajudar os instrutores a compreender as áreas com as quais uma grande porcentagem de alunos está enfrentando dificuldades, auxiliando-os assim no planejamento eficaz das aulas.

Os sistemas baseados em IA também podem fornecer testes adaptativos, que orientam os alunos sobre o que estão prontos para aprender. Um exemplo desse tipo de plataforma é uma ferramenta de avaliação baseada na web que aproveita questionamentos adaptativos para determinar conhecimentos e lacunas de conhecimento antes de identificar os tópicos que um aluno está preparado para aprender. Ele também se ajusta de acordo com o progresso do aprendizado dos alunos.

Acesso aprimorado

Muitos alunos são desafiados por vários aspectos do processo educacional:

• Ter um idioma diferente do inglês como primeira língua
• Ter deficiência auditiva ou visual
• Tendo problemas com coordenação
• Ser neurodivergente

Os sistemas baseados em IA podem ajudar das seguintes maneiras:

• Traduzir texto de um idioma para outro para garantir a compreensão ideal do material apresentado
• Adicione legendas a filmes e gravações para que alunos com diferentes níveis de proficiência em um idioma ainda possam aprender juntos
• Traduza imagens visuais em som ou vice-versa para que alunos com todos os níveis de habilidade possam entender apresentações de áudio e vídeo
• Use comandos baseados em voz em vez de teclados, mouses e touchpads para que os alunos que não conseguem usar esses dispositivos ainda possam participar
• Apresentar informações de maneira sensível às diferenças na função cerebral individual e nas características comportamentais para permitir a inclusão ideal em cada sala de aula

Em relação à ajuda com neurodivergência, um recente Empresa rápida artigo afirmou, “Os estudantes neurodivergentes – que muitas vezes enfrentam desafios com o processamento de informações – são os que têm mais a ganhar (com a IA)…. (Experiências de aprendizagem personalizadas) podem resultar em salas de aula mais inclusivas e acessíveis, nas quais os pontos fortes e os desafios de cada aluno são apoiados.”

Automação de tarefas

Os instrutores em todos os contextos educacionais – desde professores do ensino fundamental ao médio até educadores universitários – têm uma ampla gama de tarefas para acompanhar:

• Preparando planos de aula
• Ministrando aulas
• Principais atividades e laboratórios
• Atribuir e avaliar trabalhos de casa
• Fornecer instruções 1-1 para alunos que ficam para trás
• Documentando o progresso do aluno
• Manter a disciplina
• Trabalhando com os pais
• Criando recursos de aprendizagem

Embora alguns instrutores possam ter assistentes, muitos devem realizar todas essas tarefas sozinhos. A IA pode realizar algumas delas, liberando os instrutores para momentos de lazer ou para realizar tarefas de mais alto nível, como o desenvolvimento de recursos de aprendizagem. A variedade de tarefas nas quais a IA pode ajudar inclui as listadas aqui:

• Responda automaticamente às perguntas dos alunos
• Avaliar tarefas e testes
• Crie planos de aula
• Fornecer aulas particulares
• Analise o progresso do aluno

À medida que os processos orientados pela IA assumem algumas destas funções, os instrutores podem realizar tarefas nas quais as máquinas provavelmente não serão capazes de ajudar, como encorajar os alunos, comunicar com os pais e implementar novos modelos educativos. Todos esses processos contribuem para a aprendizagem personalizada.

Criação de conteúdo inteligente

Os instrutores devem desenvolver uma ampla gama de conteúdo para comunicar com eficácia conceitos importantes aos alunos. Eles incluem os seguintes tipos:

• Visualização de informações. Quando os instrutores não têm acesso a determinados recursos, o conteúdo baseado em IA pode incluir simulações de experiências da vida real, como experimentos de laboratório.
• Geração de aulas. Um dos principais tipos de conteúdo que os instrutores devem desenvolver são os planos de aula. Sistemas e aplicativos baseados em IA podem gerar planos de aula mínimos ou extensos que os instrutores podem usar para criar experiências enriquecedoras para os alunos.
• Vídeos ou palestras online. Alguns instrutores ministram aulas on-line e também em sala de aula e devem disponibilizar suas palestras para todos os alunos. Este processo pode envolver o desenvolvimento de áudio, vídeo ou transcrição.
• Mídia digital. Esses elementos podem incluir imagens, capturas de tela, clipes de filmes ou apresentações em PowerPoint.
• Syllabi. Os instrutores devem criar programas de estudos para cada turma para ajudar os alunos a saber o que esperar ao longo do curso. Eles normalmente incluem os objetivos do curso, o número de horas de crédito que o curso satisfaz, os módulos a serem cobertos, os critérios de classificação, outras expectativas e como chegar ao instrutor.

Plataformas baseadas em IA, incluindo modelos de aprendizagem de línguas como o ChatGPT, podem ajudar a desenvolver todos estes tipos de conteúdo e outros. Esses materiais podem ser disponibilizados conforme a necessidade, personalizando ainda mais o processo educacional.

Instrução Suplementar

Muitos alunos precisam de apoio ou instrução complementar por vários motivos. Eles podem estar atrasados ​​em seus cursos ou precisar das informações que lhes são apresentadas de uma forma que reflita seu estilo de aprendizagem preferido. No passado, esses alunos teriam recorrido a humanos para dar aulas particulares, incluindo instrutores, colegas estudantes e tutores profissionais. Agora eles podem aproveitar ferramentas baseadas em IA, incluindo chatbots.

Os chatbots oferecem inúmeras vantagens:

• Disponível 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano. Os chatbots estão sempre disponíveis, para que os alunos possam aproveitá-los sempre que estiverem prontos para aprender.
• Promova a aprendizagem independente. Por estarem tão prontamente disponíveis, os chatbots promovem a aprendizagem dos alunos em seu próprio ritmo, sem ter que esperar que o instrutor esteja disponível.
• Consistente. Os chatbots fornecem as mesmas informações para cada aluno.
• Ofereça oportunidades para os alunos darem feedback. Em ambientes de ensino superior, o feedback dos alunos aos instrutores é fundamental para garantir que os instrutores sejam tão eficazes quanto possível e para que os supervisores forneçam orientação adequada.
• Impessoal. Para alunos com desafios específicos, como aqueles que sofrem de ansiedade social, um guia de aprendizagem impessoal pode ser mais útil do que um humano.

Os serviços baseados em IA também podem combinar alunos com tutores com base em suas necessidades e nas qualidades que procuram. Todos estes aspectos dos chatbots educacionais contribuem para uma aprendizagem personalizada.

IA generativa

À medida que o ChatGPT e aplicações semelhantes foram introduzidas nos últimos meses, algumas instituições de ensino recuaram, acreditando que os alunos que os utilizam podem estar a perder oportunidades críticas de aprendizagem. Alguns chegam ao ponto de proibir estritamente o uso de IA generativa e punir os alunos, às vezes severamente, se quebrarem esta regra. As ferramentas de detecção de IA permitem que os educadores determinem quando os alunos fizeram isso.

Outras instituições estão a adoptar uma abordagem totalmente diferente, adoptando e até incentivando a utilização de ferramentas generativas de IA. Sua filosofia orientadora é que a tecnologia de IA está se tornando cada vez mais parte da vida cotidiana e faz sentido oferecer aos alunos oportunidades de se familiarizarem mais com ela. O Bacharelado Internacional, um órgão de qualificação, compara essas ferramentas a outras que os alunos usam, como calculadoras, corretores ortográficos ou aplicativos de tradução de idiomas. Anunciou que os alunos podem citar trabalhos gerados pelo ChatGPT.

Supondo que mais instituições adotem o ChatGPT e plataformas semelhantes, a natureza da aprendizagem pode precisar se inclinar mais para habilidades que tais plataformas não podem replicar:

• Fazer perguntas em vez de buscar respostas definitivas. O poder de fazer perguntas na educação não deve ser subestimado. Quando os alunos aprendem a fazer as perguntas certas, eles adquirem uma habilidade valiosa para suas vidas profissionais.
• Analisando processos. Os alunos também se beneficiam quando aprendem não apenas “o quê”, mas “como” ou “por quê”. Por exemplo, no contexto da história, quais eventos aconteceram e quando são importantes, mas por que aconteceram muitas vezes pode ser mais esclarecedor.
• Debatendo prós e contras. Quando os alunos debatem ambos os lados de um argumento, aprendem que nem sempre existe uma resposta certa e que a verdade muitas vezes tem nuances em vez de preto ou branco.
• Trabalhando juntos em grupos. Trabalhar em equipe é outra habilidade valiosa para o local de trabalho, e os alunos são incentivados a fazer mais isso em ambientes onde são usadas plataformas baseadas em IA.
• Usando pensamento crítico, comunicação e habilidades de apresentação. Habilidades adicionais que são úteis para níveis mais elevados de aprendizagem e, eventualmente, para o local de trabalho são pensamento crítico, comunicação clara e habilidades de apresentação.

Ao descrever como os educadores podem se adaptar à IA em sua área, o apresentador do vídeo a seguir expõe a filosofia de outra forma: “Faça perguntas que a IA não consegue responder”.

Como resultado de enquadrar a educação de uma nova forma, a tecnologia baseada em IA pode ajudar tanto os educadores como os alunos a evoluir juntamente com a tecnologia e a sociedade. Os alunos também se tornam pensadores e alunos independentes ao desenvolver essas habilidades.

Realidade Virtual e Aumentada

Experiências de aprendizagem imersivas que podem ser fornecidas com realidade virtual e aumentada (VR e AR) orientada por IA podem ser altamente valiosas para ajudar alunos de todos os níveis a compreender vários conceitos. Por exemplo, os alunos do ensino médio podem obter uma compreensão mais profunda da história ao serem guiados por uma cena imersiva do período que estão aprendendo. Alunos do ensino médio podem aprender conceitos científicos examinando modelos 3D. Estudantes de medicina podem usar um programa de RV para aprender como realizar cirurgias específicas.

Além disso, estes programas podem oferecer mais do que apenas objetos e cenários. Eles também podem fornecer rótulos e explicações para melhorar a compreensão do aluno. Combinados com recursos de personalização, podem oferecer desafios baseados no progresso de cada aluno.

Conforto na sala de aula

Os alunos aprendem melhor quando seu ambiente é confortável e propício ao processo educacional. Dois dos fatores mais importantes são temperatura e iluminação. Se uma sala estiver muito quente ou fria, os alunos podem se distrair dos estudos. Se a iluminação for insuficiente, os alunos poderão ter dificuldades em ver os materiais educativos que lhes são apresentados. Esses problemas podem ser resolvidos com soluções de IA que ajustam automaticamente a temperatura e a iluminação nas salas de aula para níveis ideais.

Além disso, a tecnologia baseada em IA pode analisar outras condições da sala de aula, como a taxa de ocupação e a quantidade de espaço entre os alunos. Uma maior concentração de alunos pode diminuir o impacto dos instrutores, portanto a análise desse fator pode permitir que eles saibam quando um assistente pode ser útil. As questões espaciais podem ser muito importantes para certos indivíduos, bem como durante emergências de saúde pública, como a pandemia de COVID-19.

O futuro da EdTech

Os sistemas, aplicativos e plataformas baseados em IA oferecem muitas vantagens, como vimos nas seções acima. Mas também há potenciais desvantagens, incluindo o custo das ferramentas educacionais baseadas em IA, a falta de interação humana entre instrutores e alunos e preocupações com a privacidade.

A florescente indústria da EdTech tem um papel a desempenhar para garantir que estas possíveis desvantagens não prejudiquem as poderosas vantagens da IA ​​na educação. Um recente Forbes A postagem do Young Entrepreneur Council oferece consultoria para empresas que oferecem serviços EdTech. Está resumido aqui:

• Trabalhar para tornar a tecnologia de IA acessível e acessível a uma ampla variedade de escolas.
• Procure desenvolver ferramentas que aumentem, em vez de substituir, o papel dos instrutores.
• Encontre maneiras de garantir que dados pessoais confidenciais sejam devidamente protegidos.
• Continuar a melhorar as capacidades dos sistemas baseados em IA.
• Use padrões éticos e siga as leis e regulamentos relevantes para desenvolver ferramentas de IA.

Com essas diretrizes, as ferramentas de aprendizagem baseadas em IA podem fornecer uma base sólida para a aprendizagem personalizada e maior sucesso do instrutor e do aluno.

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