BR102015022438A2 - sistema e método para definir material de aula com base em perfis de estudantes - Google Patents
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Abstract
sistema e método para definir material de aula com base em perfis de estudantes. a presente invenção refere-se a um sistema e método para definir material de aula com base em perfis de estudantes (200), compreendendo as etapas de: adicionar objetos de aprendizagem (204) pelo usuário através de interface de entrada/ saída (108) a um módulo construtor de aula, em um processo iterativo; gerar o grupo de estudantes (208) automaticamente ou manualmente pelo usuário; processar as recomendações (212) de objeto de aprendizagem considerando um algoritmo de sistema de recomendação, aprendizagem de máquina, sistema baseado em regras ou qualquer algoritmo de inteligência artificial; remover (218) as recomendações se o usuário não aceitar as recomendações (214); solicitar a geração de mais recomendações (220) pelo usuário, em um processo iterativo; criar um pacote de aula (222); e armazenar o pacote de aula no repositório de composições de aula (224) em bases de dados dependentes do domínio (110).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "SISTEMA. E MÉTODO PARA DEFINIR MATERIAL DE AULA COM BASE EM PERFIS DE ESTUDANTES".
Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a um sistema e método aplicado no contexto educacional para auxiliar educadores durante a composição do material de educação digital ao considerar aspectos contextuais multidimensionais, o contexto de aprendizagem C, que envolve: características pedagógicas, o comportamento dos estudantes, desempenho histórico, perfil do estudante e do grupo, perfil de material, entre outros. O método descrito na presente invenção permite: (i) gerar recomendações de material complementar R (M) que acrescenta valor aos materiais M considerando as demandas DEM(C) inferidas a partir do contexto de aprendizagem C; e (i i) compor automaticamente um conjunto de material digital M com base no repositório de objetos de aprendizagem R e demandas DEM(C) inferidas a partir do contexto de aprendizagem C e (iii) armazenar as composições base e personalizadas para reutilização.
Antecedentes da Invenção [0002] Os educadores têm enfrentado situações desafiadoras em relação ao tempo gasto para compor uma aula educação digital. Os estudantes estão ansiosos por aulas mais dinâmicas e desafiadoras, mas muitos dos educadores não têm o tempo necessário para procurar conteúdos educativos diferentes e personalizados que atendem às suas aulas.
[0003] Além disso, os estudantes têm diferentes ritmos de aprendizagem, em que materiais complementares personalizados assistidos por computador poderíam ajudá-los a manterem-se produtivos com o resto da aula, melhorando a avaliação global. 0 educador iria beneficiar-se desta solução, considerando que a mesma propõe a identificação automática de dificuldades dos estudantes e recomenda material complementar para tratar essa deficiência.
[0004] O uso de tal tecnologia é uma alternativa para estimular o engajamento dos estudantes e para lidar com as diferenças entre os ritmos de aprendizagem dos estudantes. Por exemplo, em uma sala de aula, alguns estudantes precisam ter materiais complementares para acompanhar, e outros materiais complementares precisam ser estimulados.
[0005] Embora seja ainda um tabu, o mito de que os dispositivos móveis em sala de aula são prejudiciais à aprendizagem e podem causar distrações, apresenta uma grande tendência a desaparecer em algumas escolas. Desde o surgimento de metodologias pedagógicas, tais como Flipped Classroom, o papel dos estudantes é contribuir com materiais educacionais e tópicos de discussão, ou a iniciativa "traga seu próprio dispositivo" (Bring Your Own Device - BYOD), o papel dos educadores é orientar calha? dos estudantes o processo de aprendizagem. Este cenário é fértil para o uso de tecnologia educacional em sala de aula.
[0006] O Flipped Classroom não é uma realidade na maioria das escolas, onde os educadores são o elemento central da aula. Inovações, como a proposta na presente invenção, lidam com esses educadores onde as soluções atuais de aprendizagem reforçada por tecnologia deixam de apoiá-los em situações de composição de aula.
[0007] De acordo com o escopo da presente invenção, a composição de uma aula lida com situações em que o educador precisa organizar um conjunto de conteúdos educacionais para um conjunto de estudantes, considerando uma aula de cada tempo. Tais conteúdos educativos devem ser compatíveis, ou referenciados, por aplicações educacionais digitais.
[0008] As soluções atuais como LOMPAD, SCAM, eXe Learning e Loit, lidam com o processo de edição de materiais educacionais. Essas ferramentas permitem a que adiciona à composição do fluxograma de um mecanismo de recomendação para complementar os materiais de sala de aula e fornece uma interface automática lida com uma plataforma de aprendizagem melhorada pela tecnologia. Informações detalhadas sobre essas soluções existentes podem ser consultadas nas seguintes referências: [0009] Palmer, M., Naeve, A., e Paulsson, F. (2004). The scam framework: helping semantic web applications to store and access metadata. In the Web Semantic: Research and Applications, páginas 167 a 181. Springer;
[0010] - LOMPAD, obtido em 19 de março de 2014 do endereço http://helios.licef.ca:8080/lompad/en/index.htm;
[0011] - LOMEditor, obtido em 19 de março de 2014 do endereço http: //dbis.rwthaachen. de / cms / projetos / lomeditor;
[0012] - eXeLearning. Retirado de março de 2014 19 de http://exelearning.org/;
[0013] - Ghebghouba, 0., Abelb, M.-H., Moulinb, C., e Benmmohamedc, M. (2009). Loit: Na indexing tool based on lom ontology.
[0014] O método da presente invenção destina-se a cenários educativos digitais. A principal diferença da presente invenção diz respeito ao fato de que amplia as suas funções/ recursos, fornecendo uma alternativa para lidar com educadores em situações de composição de aula fornecendo a personalização de objetos de acordo com as características dos estudantes e aspectos pedagógicos.
[0015] O documento de patente US 2013/0266922 Al, intitulado: "Recommending Competitive Learning Objects", publicado em 10 de outubro de 2013, por Apollo Group, Inc., propõe um método e um aparelho que analisa o desempenho de um estudante com um objeto de aprendizagem (Learning Object - LO) , e com base nesse retorno, o sistema recomenda este objeto de aprendizagem a um outro estudante com dificuldades educacionais. O documento US 2013/0266922 Al engloba, entre outros, uma base de conhecimento, um gerenciador de conteúdo de aprendizado e um mecanismo de análise de dados. Tais componentes são usados para lidar com aspectos cognitivos de estudantes e os aspectos relacionados com o objeto de aprendizagem para fornecer a interface de recomendação. A diferença da presente invenção é que esta considera, em primeiro lugar, o conteúdo que foi pré-selecionado por um educador para compor uma aula, e ele recomenda material complementar com base nos perfis de estudantes.
[0016] O documento de patente US 2009/0035733 Al intitulado "Device, System, and Method of Adaptive Teaching and Learning", publicado em 05 de fevereiro de 2009, por Meitar, S. Weíss, D. e Gal, M., descreve um módulo de gerenciamento de aula para sistemas de ensino/ aprendizagem que irá monitorar os níveis de conhecimento dos estudantes em uma multiplicidade de temas, a fim de atribuir uma atividade para um estudante, considerando suas características. A diferença da presente invenção é que esta propõe a sugestão de conteúdos educativos, considerando que a aula terá conjuntos de estudantes específicos e considera apenas os aspectos relacionados com o desempenho de avaliação.
[0017] O documento de patente US 2012/0288841 Al, intitulado "Methods and Systems for Clustering Students Based on Their Performance", publicado em 15 de novembro de 2012, por Xerox Corporation, descreve um método para agrupar os estudantes de acordo com suas características, em que a similaridade entre os estudantes é feita a partir de tarefas de avaliação. O desempenho durante uma tarefa é analisado e aqueles estudantes com resultados similares são considerados como parte do mesmo grupo. A diferença em relação a presente invenção relaciona-se com o fato de que a presente invenção é aberta para a definição dos grupos de estudantes. Adicionalmente, a presente invenção usa meta-informação para criar os grupos de usuários.
[0018] A patente US 8,457,544 B2, intitulada "System and Method for Recommending Educational Resources", publicada em 04 de junho de 2013, por Xerox Corporation, Paio Alto Research Center Incorporated, descreve um sistema de recomendação que agrupa os estudantes, pelo menos uma característica de um deles ao aproximar um recurso educacional deste grupo de estudantes para fazer uma recomendação. A diferença da presente invenção está relacionada com o fato de que além da recomendação de um material complementar a um conjunto de estudantes, esta recomendação gera um pacote de ensino que pode ser reutilizado por diferentes educadores.
[0019] O documento de patente US 2005/0287509 Al "Learning Objects in an Electronic Teaching System", publicado em 29 de dezembro de 2005, por Mohler, Sherman, apresenta um sistema que permite que objetos de aprendizagem sejam entregues entre diferentes aplicações educacionais através de uma rede, e um método para extrair a meta-informação de um objeto de aprendizagem e para apresentá-la em uma interface para o estudante. Embora o documento US 2005/0287509 seja destinado a oferta de conteúdos personalizados, a personalização apresentada refere-se às diferentes plataformas em que o objeto de aprendizagem estarão presentes. A diferença da presente invenção para este documento está na apresentação de um mecanismo para identificar perfis de estudante e recomendar automaticamente objetos de aprendizagem personalizados.
Sumário da Invenção [0020] A invenção apresenta um método para recomendar materiais educacionais complementares para a composição do núcleo de aula de objetos de aprendizagem, considerando que uma sala de aula tem um banco de dados de objetos de aprendizagem e diferentes perfis de estudantes, com características diferentes. As recomendações são em relação a objetos de aprendizagem complementares, considerando dados de estudantes, educadores, objetos de aprendizagem, dados coletados de sensor e metodologias pedagógicas. Para o escopo da presente invenção, os objetos de aprendizagem referem-se a qualquer recurso utilizado para fins educacionais com um arquivo de metadados associados.
[0021] As recomendações são realizadas considerando as características individuais dos estudantes e parâmetros inferidos sobre o contexto de aprendizagem, tais como características pedagógicas, o comportamento dos estudantes, o desempenho histórico, o perfil do estudante e do grupo, o perfil do material, entre outros. As sugestões são realizadas considerando uma lista de objetos de aprendizagem ordenados, complementando esta lista ao adicionar objetos de aprendizagem em qualquer posição da lista. Os objetos de aprendizagem sugeridos têm o intuito de contextualízar, complementar e construir uma associação mental ou para reforçar o aprendizado.
[0022] As recomendações são complementares para um conjunto de objetos de aprendizagem. Cada composição é armazenada para uso posterior. Por exemplo, se existem cinco aulas de quarta série, há uma composição de núcleo para elas e até cinco composições distintas personalizadas que são construídas considerando os perfis de estudantes. Essas composições são armazenadas e podem ser compartilhadas com outros educadores. O sistema de uma concretização preferida da presente invenção é projetado para produzir continuamente sugestões de conteúdo automáticas, apenas com base nas características dos estudantes/ aula (tanto testes/ avaliações comportamentais e de aprendizagem), e, em seguida, deixar os pacotes de conteúdo, sugestões disponíveis para os educadores para usar ou personalizar. A solução é direcionada principalmente para plataformas educacionais digitais, fornecendo a recomendação de materiais complementares a partir de um conjunto básico de objetos de aprendizagem. Junto com isso, o método da presente invenção lida com uma representação de metadados que permite o armazenamento e indexação das composições de objetos de aprendizagem para posterior reutilização e interoperabilidade entre plataformas educacionais digitais.
[0023] Uma concretização da presente invenção é composta por uma ferramenta de software para auxiliar na composição de um conjunto de materiais didáticos, juntamente com objetos de aprendizagem complementares personalizados. A operação da presente invenção funciona da seguinte forma: (i) o educador vai efetuar a autenticação em um sistema que vai permitir a composição de materiais educacionais para uma aula; (ii) o educador pode pesquisar e adicionar conteúdos educacionais, ou, recuperar uma composição de aula anterior; (iii) o sistema analisa os materiais educacionais adicionados, os perfis de estudantes e aspectos pedagógicos, e, então, sugere conteúdos educacionais complementares com base no perfil dos estudantes; por fim, (iv) o sistema gera um arquivo com metadados associados para fornecer reutilização entre aplicações educacionais digitais. Este arquivo armazena os dados relativos à composição básica e os itens personalizados que foram incorporados.
Os objetivos e vantagens mencionados acima são alcançados através de um método para definir material de aula com base em perfis de estudantes, compreendendo as etapas de: adicionar objetos de aprendizagem pelo usuário através de interface de entrada/ saida a um módulo construtor de aula, em um processo iterativo; gerar o grupo de estudantes automaticamente ou manualmente pelo usuário; processar as recomendações de objeto de aprendizagem considerando um algoritmo de sistema de recomendação, aprendizagem de máquina, sistema baseado em regras ou qualquer algoritmo de inteligência artificial; remover as recomendações se o usuário não aceitar as recomendações; solicitar a geração de mais recomendações pelo usuário, em um processo iterativo; criar um pacote de aula; e armazenar o pacote de aula no repositório de composições de aula em bases de dados dependentes do domínio.
[0024] Adicionalmente, os objetivos e vantagens mencionados acima são também alcançados através de um sistema para definir material de aula com base em perfis de estudantes, compreendendo: uma interface de entrada/saída, que define os parâmetros específicos para a entrada de informações e a saída/geração de conhecimento; bancos de dados dependentes de domínio; módulo de plano pedagógico, definindo as características pedagógicas a serem desenvolvidas em um curso; módulo construtor de aula, que reúne o conjunto de objetos de aprendizagem selecionado pelo educador para um tópico específico e um conjunto de estudantes, e processa esses objetos de aprendizagem para obter conhecimento e gerar recomendações personalizadas.
[0025] A presente invenção fornece uma clara vantagem competitiva na área de aplicações educacionais digitais em que a solução introduz um método inovador e diferenciado para lidar com personalização e composição automática das aulas. A presente invenção supera as soluções existentes, recomendando materiais educacionais para ajudar o educador em composições de aula, uma vez que: (i) fornece uma interface que executa a sugestão de materiais complementares; (ii) fornece uma interface que empacota um conjunto de conteúdos educativos em um formato interoperacional; (iii) gera o formato de aula digital final, considerando os conteúdos que foram escolhidos pelo educador; e (iv) fornece uma interface para armazenar esses conteúdos educacionais empacotados para posterior reutilização.
Breve Descrição das Figuras [0026] Os objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão mais claros através da descrição detalhada a seguir de uma concretização preferida, mas não limitativa da invenção, tendo em vista as figuras anexas, em que: [0027] A figura 1 ilustra uma visão geral do sistema de acordo com uma concretização da presente invenção (102).
[0028] A figura 2 ilustra um exemplo dos objetos de aprendizagem complementares, como uma recomendação resultante do sistema (102) .
[0029] A figura 3 ilustra o fluxograma do método (200) de acordo com uma concretização da presente invenção, implementado pelo sistema (102).
Descrição Detalhada da Invenção [0030] A presente invenção lida com aplicações educacionais baseadas em cenários de educação digital, lidando com atividades de composição de aula. Tais atividades são destinadas a serem realizadas por educadores (educadores, tutores e profissionais independentes), ajudando-os a reduzir o tempo e esforço geralmente gastos pesquisando, compondo e organizando os materiais para uma aula.
[0031] O método de acordo com uma concretização da presente invenção é aplicado no contexto de aplicações educacionais digitais para ajudar os educadores nas atividades de composição de aula considerando diferentes características pedagógicas dos estudantes. Assim, a presente invenção permite (í) compor manualmente uma aula com ou sem qualquer recurso de personalização, (ii) gerar N recomendações de materiais complementares de acordo com as características dos estudantes e contextuais e (iii) gerar automaticamente um formato interoperacional de uma aula.
[0032] De acordo com o escopo da presente invenção, a composição de uma aula lida com situações em que o educador precisa reutilizar e/ou organizar um conjunto de conteúdos educacionais para um conjunto de estudantes. Tais conteúdos educacionais devem ser compatíveis, ou referenciados, por aplicações educacionais digitais.
[0033] A presente invenção estende soluções existentes, recomendando materiais educacionais para ajudar o educador em composições de aula, uma vez que: (i) fornece uma interface que executa a sugestão de material complementar; (ii) fornece uma interface que empacota um conjunto de conteúdos educacionais em um formato interoperacional; (iii) gera o formato de aula digital final, considerando os conteúdos que foram escolhidos pelo educador; e (iv) fornece uma interface para armazenar esses conteúdos educacionais empacotados para reutilização posterior.
[0034] Para alcançar os objetivos e vantagens mencionados acima, uma visão geral do sistema de acordo com uma concretização da presente invenção é apresentado na Figura 1, o sistema (102) daqui em diante sendo referido como "Mecanismo de Personalização". O sistema (102) tem uma interface de entrada/ saida (108). Esta interface (108) pode ser implementada por arquiteturas de serviço, definindo os parâmetros específicos para a entrada (104) de informação e saída (106) de conhecimento.
[0035] O sistema (102) é composto por bancos de dados dependentes de domínio (110) . Esses bancos de dados (110) são fundamentais para toda a invenção, uma vez que eles são compostos pelos perfis e desempenhos de estudantes (116), composições de aulas (118), objetos de aprendizagem (114) e características sociais de aula (112).
[0036] As características sociais de aula (112) abrangem os aspectos comportamentais dos estudantes, sua proximidade e interação com outros estudantes, o tom de voz, e, se for instrumentado, as expressões faciais durante a aula. Um exemplo pode ser a inferência emocional do estudante com base em expressões faciais capturadas.
[0037] Os objetos de aprendizagem (114) do banco de dados são compostos por uma infraestrutura de repositório com uma interface de internet que permite a busca, recuperação e armazenamento de objetos de aprendizagem. Tais objetos de aprendizagem são materiais educacionais com padrões de metadados bem definidos. Por exemplo, um arquivo PDF sobre trigonometria com um arquivo OWL {Web Ontology Language) associado descrevendo o seu conteúdo com o vocabulário de metadados LOM.
[0038] O banco de dados de perfil e desempenho de estudantes (116) é um repositório que armazena, recupera e atualiza as experiências educacionais dos estudantes em um ambiente de aprendizagem digital. Este banco de dados (116) armazena, por exemplo, a identificação única do usuário, as atividades (mensagens, participações em fóruns, chats, entre muitas outras) realizadas em ambientes de aprendizagem digital, as interações com outros estudantes e educadores, o desempenho em tarefas educacionais, recomendações recebidas e acessadas, aspectos fisiológicos, entre outros. Para fins de armazenamento, os dados e as informações armazenados são compatíveis com um padrão de metadados, por exemplo, um arquivo OWL com base na ontologia FOAF (Friend of a Friend) padrão.
[0039] O banco de dados de composições de aula (118) armazena cada composição feita pelos educadores e suas variações personalizadas. Cada composição compreende um conjunto de objetos de aprendizagem, e, uma descrição de metadados. Essas composições também armazenam as informações de metadados sobre o assunto, estilo pedagógico e a competência a ser desenvolvida. Um exemplo pode ser uma composição da Primeira Guerra Mundial descrevendo o período de tempo com vídeos, imagens e informação textual. A composição de aula podería ser descrita com um arquivo OWL, juntamente com um conjunto de propriedades que reflete um padrão de metadados educacionais.
[0040] A composição de objetos de aprendizagem do núcleo de aula (118) representa os objetos de aprendizagem que foram selecionados, ou uma composição importada pelo educador para um tópico específico e um conjunto de estudantes. Normalmente é relacionada a uma disciplina e um período de aprendizagem. Por exemplo, a primeira palestra de matemática para estudantes da terceira série, após as férias de verão.
[0041] O plano pedagógico (120) representa as características pedagógicas a serem desenvolvidas em um curso. Por exemplo, para os estudantes do segundo ano de matemática, é necessário o aprendizado de subtração, e, depois de um teste que avalia o seu desempenho, o aprendizado da multiplicação. Por exemplo, isto podería ser usado para fazer cumprir os padrões de ensino oficiais - como os "Padrões Estaduais comuns de núcleo" dos EUA o sistema, de fato, podería usar o "plano pedagógico" para verificar os itens cobertos, uma vez que os objetos de aprendizagem definidos são empacotados.
[0042] 0 construtor de Aula (122) é a última etapa para o mecanismo de personalização. O papel do construtor de aula (122) é reunir essas informações e processá-las para derivar conhecimento e gerar recomendações personalizadas. Sua operação pode ser feita por meio de inferência lógica, sistemas baseados em regras, aprendizado de máquina ou qualquer outra variação de algoritmos de inteligência artificial que lida com representações de conhecimento.
[0043] O construtor de aulas (122) é o módulo/ componente do sistema, que representa o método da presente invenção que será descrito mais detalhadamente na figura 3. Este módulo/ componente (122) é capaz de: (i) gerar grupos de estudantes de acordo com características pedagógicas e do estudante de; (ii) recomendar objetos de aprendizagem para apoiar composição e a personalização de aula; (iii) criar e armazenar os pacotes de aula em matéria padronizada.
[0044] Uma implementação do construtor de aulas (122) pode ser realizada com o uso de uma ontologia de raciocinador (Reasoner). Para isso, assume-se que: (i) uma ontologia de nível superior é necessária para fornecer as propriedades para descrever os objetos de aprendizagem, (ii) objetos de aprendizagem são descritos como ontologias (instâncias) individuais das ontologias de nivel superior, (iii) para raciocinar, as ontologias de nivel superior e os objetos de aprendizagem individuais são importados em uma única ontologia, (iv) após este processo, um axioma associado a uma aula ontologia é descrito, este axioma será utilizado pelo raciocinador de ontologia, a fim de identificar quais objetos de aprendizagem individuais coincidem com o axioma definido, e finalmente, (v) os objetos de aprendizagem que coincidem com o axioma descrito são inferidos como instâncias da aula.
[0045] Um cenário de uso exemplar é composto por 100 objetos de aprendizagem obtidos a partir do repositório de aprendizagem MIT. Esses objetos de aprendizagem são mapeados para o mecanismo de raciocínio de ontologia proposto como ontologias individuais. Ao realizar o raciocínio sobre esta informação, são importados 100 objetos de aprendizagem para uma ontologia e é descrito um axioma que analisa a presença de uma propriedade de acessibilidade em relação imparidade visual. Entre o conjunto de 100 objetos de aprendizagem, o raciocinador de ontologia infere automaticamente aqueles que lidam com o axioma descrito. 0 sistema (102) gera resultados como apresentado na Figura 2. O educador irá fornecer um pacote de aula do núcleo (302) . Este pacote (302) pode ser composto por figuras, textos, vídeos, questionários ou quaisquer outros objetos de aprendizagem. Este pacote de aula do núcleo (302) será analisado pelo sistema (102) exemplar a fim de verificar a sua consistência e compatibilidade com as características pedagógicas dos estudantes em uma aula.
[0046] O resultado deste processo é um conjunto (304) de pacotes de aula educacionais (308, 310, 312), considerando os perfis de estudantes distintos e fornecendo objetos de aprendizagem complementares (314) que se destinam a auxiliar o processo de aprendizagem dos estudantes. Tais pacotes de aula (308, 310, 312) são complementados por N recomendações de objetos de aprendizagem para uma aula específica e considerando as variáveis mencionadas anteriormente que são englobadas pelo sistema (102).
[0047] Estas recomendações são independentes da posição, o que significa que oferecem alternativas para recomendar um objeto de aprendizagem que pode complementar a toda uma aula, tal como pacote X (308), podería ser feita uma recomendação no meio da composição, como pacote Y (310), ou ainda, para recomendar um conjunto de objetos de aprendizagem em diferentes posições da composição, tais como o pacote Z (312).
[0048] Um dos cenários que a presente invenção engloba pode ser observado dentro do fluxograma apresentado na Figura 3. O método da concretização da presente invenção (200) começa (202) quando o usuário adiciona o objeto de aprendizagem (204) a uma composição de aula. A adição de objetos de aprendizagem (204) é um processo iterativo em que o usuário pode adicionar (206) tantos objetos de aprendizagem quanto necessários para adequação com a prática educacional.
[0049] Uma vez que o processo de adição estiver concluído, o método, através de uma interface de computador, solicita que o usuário gere um grupo de estudantes (208) . Esta geração pode ser feita automaticamente pelo método (200) implementado pelo sistema (102), ou manualmente pelo usuário. Quando gerado automaticamente, o processo de geração dos grupos (210) são feitos considerando semelhanças ou aspectos cognitivos complementares do perfil dos estudantes. Quando gerado manualmente, o usuário determina e seleciona o número de participantes para cada grupo (209).
[0050] Independente se o grupo do usuário é gerado automaticamente (210) ou manualmente (209), o método (200) implementado pelo sistema (102) processa as recomendações (212) de objetos de aprendizagem considerando um algoritmo de recomendação do sistema, aprendizagem de máquina, sistema baseado em regras ou qualquer algoritmo inteligência artificial. Essas recomendações de objeto de aprendizagem só são adicionadas à composição de aula se o usuário aceita as recomendações (214), caso contrário, as recomendações são removidas (218) .
[0051] Mas o usuário pode sempre solicitar para gerar mais recomendações (220), em um processo iterativo, onde é considerada apenas a remoção do último conjunto de recomendações geradas. Quando esse processo for concluído, o método (200) implementado pelo sistema (102) cria um pacote de aula (222) e armazena os pacotes no repositório de composições de aula (224), e o método (200) termina (226).
[0052] Um exemplo de um cenário real envolve um educador que está sobrecarregado pelo número de aulas que ele tem que ensinar e não tem tempo para procurar materiais educacionais que são complementares aos diferentes perfis dos estudantes, que são divididos entre aqueles que compreendem o tema e os que estão atrás na curva de aprendizado. A presente invenção identifica e processa as informações de estudantes em busca de deficiências educacionais e fornece sugestões personalizadas de objetos de aprendizagem para complementar suas aulas.
[0053] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com uma concretização preferencial, deve ser entendido que não se pretende limitar a invenção àquela concretização particular. Ao contrário, pretende-se cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes possíveis dentro do espírito e do escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações em anexo.
REIVINDICAÇÕES
Claims (10)
1. Sistema (102) para definir material de aula com base em perfis de estudantes, caracterizado pelo fato de que compreende: uma interface de entrada/saida (108), que define os parâmetros específicos para a entrada (104) de informações e a saída/geração (106) de conhecimento; bancos de dados dependentes de domínio (110); módulo de plano pedagógico (120), definindo as características pedagógicas a serem desenvolvidas em um curso; módulo construtor de aula (122), que reúne o conjunto de objetos de aprendizagem (LO) selecionado pelo educador para um tópico específico e um conjunto de estudantes, e processa esses objetos de aprendizagem para obter conhecimento e gerar recomendações personalizadas.
2. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os bancos de dados dependentes de domínio (110) são compostos pelo banco de dados de perfil e desempenho de estudantes (116), banco de dados de composições de aula (118), banco de dados de objetos de aprendizagem (114) e banco de dados de características sociais de aula (112) .
3. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o banco de dados de objetos de aprendizagem (114) é composto por uma infraestrutura de repositório com uma interface de internet.
4. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o banco de dados de perfil e desempenho dos estudantes (116) é um repositório compatível com um padrão de metadados que armazena, recupera e atualiza as experiências educacionais dos estudantes em um ambiente digital de aprendizagem, contendo: identificação única do usuário, as atividades realizadas em ambientes de aprendizagem digitais, as interações com outros estudantes e educadores, o desempenho em tarefas educacionais, recomendações recebidas e acessadas e aspectos fisiológicos.
5. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o banco de dados de composições de aula (118) armazena todas as composições feitas pelo educador, e compreende um conjunto de objetos de aprendizagem e uma descrição de metadados sobre o assunto, estilo pedagógico e a competência a ser desenvolvida.
6. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o construtor de aulas (122) é executado por inferência lógica, sistemas baseados em regras, aprendizagem de máquina ou qualquer outra variação de algoritmos de inteligência artificial que lida com representações de conhecimento.
7. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada (104) processada gera como resultado/ saida (106) um conjunto (304) de pacotes de aula educacional (308, 310, 312) com objetos de aprendizagem complementares recomendados (314).
8. Método (200) para definir material de aula com base em perfis de estudantes caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: adicionar objetos de aprendizagem (204) pelo usuário através de interface de entrada/ saida (108) a um módulo construtor de aula, em um processo iterativo; gerar o grupo de estudantes (208) automaticamente ou manualmente pelo usuário; processar as recomendações (212) de objeto de aprendizagem considerando um algoritmo de sistema de recomendação, aprendizagem de máquina, sistema baseado em regras ou qualquer algoritmo de inteligência artificial; remover (218) recomendações se o usuário não aceitar as recomendações (214); solicitar a geração de mais recomendações (220) pelo usuário, em um processo iterativo; criar um pacote de aula (222); e armazenar o pacote de aula no repositório de composições de aula (224) em bases de dados dependentes do domínio (110) .
9. Método (200), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que na etapa de gerar o grupo de estudantes (208), quando feita de forma automática, o processo e a geração dos grupos (210) considera semelhanças de perfil do estudante ou aspectos cognitivos complementares.
10. Método (200), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que na etapa de gerar o grupo de estudantes (208) , quando feita de forma manual, o usuário determina e define o número de participantes para cada grupo (209) .
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