Marco teórico
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La Inteligencia Artificial al Servicio de la Construcción de Sistemas Educacionales Virtuales y Adaptativos Parte I: Introducción Teórica Masun Nabhan Homsi, PhD Prof. Agregado Departamento de Computación y Tecnología de la Información [email protected] Introducción Introducción Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial Ingeniería del Conocimien Psicología Psicopedagogía Cognitiva Interacción Hombre Máquina to Inteligencia Ingeniería Artificial del : el esConocimiento la disciplina que estudia “El estudio de como hacer computadoras Ladisciplina psicologíaque cognitiva una estudiaeslos psicología intercambio deque información entre del las Psicopedagog que hagan cosas que, de momento, la la psicología se encarga comportamientos humanos en La ingeniería del conocimiento es cognitiva personas ymejor” los computadores. Ésta se ía gente hace (Richand y Knight, 1991) Adaptive estudio de la cognición; es decir, de aquella disciplina moderna que forma parte situación de diseño, aprendizaje, como encarga del evaluación e Intelligent los procesos mentales implicados de la Inteligencia Artificial y aparatos cuyo fin esen el implementación de los son: problemas en “El esfuerzo porWebhacer a el lasaprendizaje computadoras Based diseño y desarrollo de Sistemas Expertos el conocimiento. Tiene como objeto de. tecnológicos interactivos, estudiando el Educational pensar ... máquinas con mentes en y orientación Para esto, se apoyavocacional. en metodologías estudio los mecanismos básicos y Systems mayor número de que les pueda el sentido amplio ycasos literal” (Haugeland, instruccionales y en lasse ciencias AIWBES profundos llegar a afectar. por los El que objetivo elabora es quede elel 1985) la computación y de las tecnologías de la intercambio sea más eficiente: minimizar conocimiento, desde la percepción, información, intentandola representar el Interacción errores, incrementar satisfacción, “Un campo de estudio que busca explicar la memoria y el aprendizaje, hasta la Inteligencia hombreconocimiento y razonamiento humanos en disminuir la frustración y, en definitiva, y máquina emular el comportamiento inteligente Artificial formación dominio, de conceptos yde un un determinado dentro hacer más productivas las tareas que en términos de procesos computacionales” razonamiento lógico. sistema artificial. rodean a las personas (Schalkoff, 1990) y los computadores. Objetivos Introducción Objetivos Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • Objetivo General – Saber como se construye un Sistema Educacional Virtual y Adaptativo utilizando la Inteligencia Artificial. • Objetivos Específicos – Familiarizar al participante con los conceptos básico de los sistemas inteligentes y adaptativos en la educación, sus estructuras, sus tipos y sus generaciones. – Presentar la estructura general de sistemas educacionales virtuales y adaptativos. – Mostar las técnicas de inteligencia artificial usadas en la construcción de cursos virtuales y adaptativos. – Presentar las herramientas que ayudan a la construcción de sistemas educacionales virtuales y adaptativos. Objetivos Introducción Objetivos Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • Objetivos Específicos – Utilizar herramientas del autor para la construcción de sistemas educacionales virtuales y adaptativos. – Comparar entre los cursos tradicionales y los sistemas educacionales virtuales y adaptativos. – Discutir la necesidad del uso de estos sistemas en la educación media y superior en Venezuela. Motivación Introducción Objetivos Motivación Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • La información almacenada en los recursos y materiales educativos colgados en la red es muy heterogénea. Con el objetivo de adaptar la información a cada usuario y realizar recomendaciones apropiadas surgió la “Hipermedia Adaptativa”. Motivación Introducción Objetivos Motivación Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • El contenido de los cursos virtuales tradicionales se presenta en forma secuencial o ramificada sin tomar en cuenta el perfil del estudiante y su conocimiento previo de la materia esto hace que a veces se pierde en el espacio del contenido sin llegar a sus metas, ni tampoco no logre cubrir todos los objetivos de aprendizaje propuestos por el profesor. Aquí surge la importancia del uso de las TICs que emplea las técnicas de inteligencia artificial en la construcción de cursos virtuales, para ayudar al estudiante a tener un maestro implícito que le ayude detectar las lagunas de su conocimiento y presentar el contenido adaptado a su nivel de conocimiento y estilo de aprendizaje. Aprendizaje y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Aprendizaje y sus teorías Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • El aprendizaje puede ser concebido como un medio usado por las personas para modificarse. Internamente, a través de cambios en las estructuras mentales. Conocimientos, reglas, principios, formas de pensar, actitudes. Externamente, a través de cambios en el comportamiento. Habilidades motoras, desempeño de roles, interacción social. Se trata de un proceso de modificación y combinación de estructuras cognitivas y la información obtiene el status de materia prima de la que es hecha el aprendizaje. Aprendizaje y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Aprendizaje y sus teorías Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • LA TEORIA CONDUCTISTA – un cambio relativamente permanente en el comportamiento, que refleja una adquisición de conocimientos o habilidades a través de la experiencia. Aprendizaje y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Aprendizaje Enseñanza y sus teorías Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • LA TEORIA COGNITIVA – Es un proceso interno y dinámico por el cual se cambian las estructuras cognitivas de los espacios vitales a través de experiencias o cuando se cambian las valencias motivacionales. Aprendizaje y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Aprendizaje y sus teorías Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • El COSTRUCTIVISMO – Es una teoría que equipara el aprendizaje con la creación de significados a partir de experiencias. La tarea del profesor cosiste en crear situaciones de aprendizaje para que el alumno construya el conocimiento a través de la actividad. Se asocia a aprendizaje por descubrimiento. Aprendizaje y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Aprendizaje y sus teorías Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • SOCIO-CONSTRUCTIVISMO – los aprendizajes como un proceso personal de construcción de nuevos conocimientos a partir de los saberes previos (actividad instrumental), pero inseparable de la situación en la que se produce. El aprendizaje es un proceso que está íntimamente relacionado con la sociedad. Enseñanza y sus Teorías Introducción • Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Enseñanza y sus teorías Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • La enseñanza es una actividad realizada conjuntamente mediante la interacción de cuatro elementos: uno o varios profesores o docentes o facilitadores, uno o varios alumnos, el objeto de conocimiento, y el entorno educativo o mundo educativo que pone en contacto a profesores y alumnos. La enseñanza es el proceso de transmisión de una serie de conocimientos, técnicas, normas, y/o habilidades, basado en diversos métodos, realizado a través de una serie de instituciones, y con el apoyo de una serie de materiales. Enseñanza y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Enseñanza y sus teorías Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • Aprendizaje por descubrimiento (Jerome S. Brunner) – Proceso de construcción de nuevas ideas basadas en el conocimiento anterior. Los estudiantes son motivados a descubrir los hechos, por ellos mismos y a construir continuamente a partir de lo que ya saben. – El aprendiz es activo construyendo nuevas ideas sobre la base de un conocimiento previo. – El maestro presenta todas las herramientas al alumnos para que el descubra por si mismo lo que desea aprender. Enseñanza y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Enseñanza y sus teorías Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • TEORÍA SISTEMATICA (Robert Gagné) – Existe en ella una unión importante entre conceptos y variables del conductismo y el cognoscitivismo. – A partir de esto, Gagné considera que deben cumplirse, al menos, diez funciones en la enseñanza para que tenga lugar un verdadero aprendizaje : Enseñanza y sus Teorías Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Enseñanza y sus teorías Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial • TEORÍA SISTEMATICA – Estimular la atención y motivar. – Dar información sobre los resultados esperados (los objetivos del aprendizaje). – Estimular el recuerdo de los conocimientos y habilidades previas, esenciales y relevantes. – Presentar el material a aprender. – Guiar y estructurar el trabajo del aprendiz. – Provocar la respuesta. – Proporcionar feedback. – Promover la generalización del aprendizaje. – Facilitar el recuerdo. – Evaluar la realización. Estilos de Aprendizaje Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos Aprendizaje Estilos de de Aprendizaje Inteligencia Artificial • Estilo de aprendizaje: – se refiere al hecho de que cada persona utiliza su propio método o estrategias para aprender. Modelos de Estilos de Aprendizaje Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos Aprendizaje Estilos de de Aprendizaje Inteligencia Artificial • Modelo de los cuadrantes cerebrales de Herrmann. • Modelo de Kolb. • Modelo de Felder y Silverman. Modelo de los cuadrantes cerebrales de Herrmann Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos Aprendizaje Estilos de de Aprendizaje Inteligencia Artificial • Este modelo que se inspira en los conocimientos del funcionamiento cerebral. Modelo de Kolb Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos Aprendizaje Estilos de de Aprendizaje Inteligencia Artificial Modelo de Felder y Silverman Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos Aprendizaje Estilos de de Aprendizaje Inteligencia Artificial Inteligencia Artificial Introducción Objetivos Motivación Aprendizaje • Enseñanza Asistida por Computadoras Assisted – Instruction ICAI) • • Los Sistemas Tutoriales Inteligentes (Intelligent Tutoring System) Sistemas educacionales Adaptativos e inteligentes (Adaptive and Intelligent Web – Based Educational System) • AIWBES & Semantic Web Enseñanza Estilos de Aprendizaje (Intelligent Computer 1era Generación Hasta los años 70 Inteligencia Artificial Inteligencia Artificial Computer Assisted Instruction+ AI (CAI+ AI) 2da Generación Los 80 hasta al comienzo de los 90 3ra. Generación A finales de los 90 hasta 2010 3ta. Generación A finales de los 10 hasta hoy Intelligent Tutoring System (ITS) Adaptive & Intelligent WebBased Educational System (AIWBES) Web and Semantic AIWBES Inteligencia Artificial Introducción • Enseñanza asistida por computadora Objetivos • Motivación Aprendizaje Enseñanza Estilos de Aprendizaje Inteligencia Artificial Inteligencia Artificial es un tipo de programa educativo diseñado para servir como herramienta de aprendizaje (en inglés, Computer-Aided Instruction o Computer-Assisted Instruction, CAI). Los programas EAO utilizan ejercicios y sesiones de preguntas y respuestas para presentar un tema y verificar su comprensión por parte del estudiante, permitiéndole también estudiar a su propio ritmo. Los temas y la complejidad van desde aritmética para principiantes hasta matemáticas avanzadas, ciencia, historia, estudios de informática y materias especializadas.
