O potencial do uso da inteligência artificial na educação para aprimorar o aprendizado, auxiliar os professores e estimular um aprendizado individualizado mais eficaz é empolgante, mas também um pouco assustador. Para se ter uma conversa inteligente sobre IA na educação, é preciso primeiro superar os cenários imaginários de ficção científica de computadores e robôs ensinando nossos filhos, substituindo professores e reduzindo o elemento humano do que é uma atividade fundamentalmente humana. Por isso vamos explorar os 43 exemplos de inteligência artificial aplicados na educação.
Um dos principais escritores sobre os benefícios da inteligência artificial na educação, Matthew Lynch (“My Vision for the Future of Artificial Intelligence in Education”), tem o cuidado de explorar as possíveis armadilhas juntamente com os benefícios, escrevendo que “o uso da IA na educação é valioso em alguns aspectos, mas devemos ser muito vigilantes no monitoramento de seu desenvolvimento e de seu papel geral em nosso mundo”.
As considerações éticas são profundas, assim como quando se trata de usar a inteligência artificial em qualquer tipo de ambiente. A IA não tem a chamada “bússola moral”. Portanto, por um lado, a programação de IA é “tão ética quanto seu desenvolvedor”, de acordo com a TowardsDataScience, em um artigo sobre ética de IA que prescreve duas recomendações importantes para o futuro:
- Precisamos ter a ética incorporada à ideia de por que uma determinada tecnologia, equipada com IA, está sendo desenvolvida.
- Precisamos monitorar/verificar/policiar os resultados dessa tecnologia específica para entender completamente seu comportamento e garantir que ela não esteja violando nossa bússola moral (humana).
Há um debate intenso em toda a comunidade tecnológica e fora dela sobre a ética na inteligência artificial e a maioria dos programas de graduação universitária está integrando cursos sobre ética em IA em seus currículos. Agora que já identificamos o elefante ético na sala, vamos falar sobre as possibilidades interessantes da IA na educação.
5 possíveis benefícios da IA na educação
Idealmente, escreve Lynch no The EdAdvocate, “a IA não prejudica o ensino em sala de aula, mas o aprimora de várias maneiras”. Ele menciona cinco vantagens potenciais intrigantes da integração da IA na educação:
- Personalização: “Pode ser extremamente difícil para um professor descobrir como atender às necessidades de cada aluno em sua sala de aula. Os sistemas de IA se adaptam facilmente às necessidades individuais de aprendizagem de cada aluno e podem direcionar a instrução com base em seus pontos fortes e fracos.”
- Aulas particulares: Os sistemas de IA podem “avaliar o estilo de aprendizagem” (não existe consenso cientifico de que exista estilo de aprendizagem) e o conhecimento pré-existente de um aluno para oferecer suporte e instrução personalizados”.
- Avaliação: É claro que a IA pode ajudar a avaliar exames usando uma chave de respostas, mas também pode “compilar dados sobre o desempenho dos estudantes e até mesmo verificar avaliações mais abstratas, como redações”.
- Feedback sobre a qualidade do curso: Por exemplo, se muitos alunos estiverem respondendo a uma pergunta incorretamente, “a IA pode se concentrar nas informações ou conceitos específicos que os alunos estão perdendo, para que os educadores possam oferecer melhorias direcionadas em materiais e métodos”.
- Feedback significativo e imediato para os alunos: Alguns alunos podem ser tímidos para assumir riscos ou receber feedback crítico em sala de aula, mas “com a IA, os alunos podem se sentir à vontade para cometer os erros necessários para o aprendizado e receber o feedback de que precisam para melhorar”.
Grande parte do potencial previsto para a IA na educação está centrada na redução do tempo gasto pelos professores em tarefas tediosas para liberar tempo para outras mais significativas.
A automação de tarefas administrativas também é um dos cinco benefícios potenciais destacados por Bernard Marr, autor, futurista e consultor de tecnologia que cita números que preveem um crescimento de 47,5% de 2017 a 2021 no uso da inteligência artificial na educação nos EUA.
Em um vídeo sobre o potencial da IA na educação, Marr explica por que ele vê a IA tendo um “impacto maciço” na educação – enfatizando que “a IA não é uma ameaça aos professores; ela não existe para substituir os professores”, mas sim para oferecer uma educação melhor aos nossos filhos”. Ele prevê um futuro modelo híbrido projetado para “tirar o melhor proveito de nossos sistemas habilitados para inteligência artificial e de nossos professores”. Marr descreve o potencial da IA para ajudar nossa educação a ser aprimorada:
- Aprendizagem diferenciada e individualizada
- Automação de tarefas administrativas
- Tutoria e suporte fora da sala de aula
- “Acesso universal para todos os alunos”
43 exemplos de IA na educação
Inspirado por um desafio de “um professor da velha guarda que acha que a IA está arruinando a educação”, Matthew Lynch analisa uma ampla gama de tópicos em um artigo intitulado “26 Ways That Artificial Intelligence Is Transforming Education For The Better“. Por exemplo:
- Aprendizagem adaptativa
Plataformas baseadas em IA avaliam os níveis de habilidade dos estudantes em tempo real e ajustam o conteúdo instrucional para atender às necessidades individuais. Esses sistemas adaptam as lições dinamicamente com base nas respostas dos alunos, fornecendo caminhos personalizados para ajudá-los a dominar conceitos no seu próprio ritmo. - Tecnologia Assistiva
Ferramentas como softwares de reconhecimento de voz transcrevem palavras faladas em texto, auxiliando estudantes com deficiências como surdez ou dislexia a participar mais plenamente na sala de aula, convertendo fala em texto e vice-versa. - Análise de dados e aprendizado:
A IA ajuda a analisar dados de portais de aprendizado online, frequência nas aulas e notas. Esses dados fornecem insights sobre o desempenho dos estudantes, ajudando educadores a identificar tendências e adaptar o ensino para abordar lacunas de compreensão e desempenho. - Gestão de sala de aula:
Plataformas usam IA para gamificar a gestão da sala de aula. A IA rastreia o comportamento e o engajamento dos alunos, recompensando ações positivas com pontos e medalhas, além de fornecer insights sobre a dinâmica da sala para ajudar os professores a gerenciar e motivar os estudantes. - Sistemas de tutoria inteligente:
Sistemas de tutoria com IA, como o Carnegie Learning, fornecem feedback personalizado e suporte, adaptando-se aos estilos e necessidades individuais de aprendizado para ajudar os estudantes a compreender conceitos complexos e melhorar o desempenho acadêmico. - Ferramentas de correção e avaliação automatizadas:
Essas ferramentas usam IA para avaliar tarefas e fornecer feedback detalhado, agilizando o processo de correção, garantindo consistência e economizando tempo dos professores. A IA também pode avaliar tarefas mais abstratas, como redações, analisando o conteúdo quanto à coerência e relevância. - Chatbots e Assistentes Virtuais:
Chatbots movidos por IA, como o Mainstay, oferecem suporte e assistência imediatos aos alunos fora do horário de aula. Esses chatbots respondem a perguntas, lembram prazos e orientam os estudantes em processos administrativos, promovendo o engajamento e a aprendizagem independente. - Planejamento Curricular:
A IA ajuda educadores a planejar currículos analisando dados educacionais para identificar tendências e lacunas. Isso garante que o currículo permaneça relevante, abrangente e alinhado com os objetivos de aprendizado, sugerindo atualizações baseadas nas necessidades educacionais e padrões mais recentes. - Jogos Interativos e de Aprendizado:
A IA melhora os jogos educacionais ao criar experiências de aprendizado envolventes e adaptativas. Esses jogos usam IA para fornecer tarefas e desafios que se adaptam às respostas dos alunos, promovendo a participação ativa e a compreensão de assuntos complexos. - Automação de Tarefas:
A IA automatiza tarefas rotineiras, como avaliação de trabalhos, correção de testes e geração de relatórios. Isso permite que os educadores se concentrem em atividades instrucionais mais significativas e em interações com os alunos. - Criação de Conteúdo:
A IA auxilia os instrutores e professores na criação de aulas digitais e materiais de estudo. Ferramentas como Magic School AI e Eduaide.AI simplificam o planejamento de aulas, criam avaliações, escrevem planos educacionais individualizados (IEPs) e muito mais, modernizando o ensino e agilizando a instrução. - Monitoramento de Provas:
Sistemas de monitoramento baseados em IA supervisionam exames para prevenir fraudes e garantir a integridade acadêmica. Esses sistemas analisam o comportamento dos estudantes durante os exames, fornecendo alertas em tempo real para atividades suspeitas e mantendo um ambiente de teste seguro. - Preparação para Provas:
Plataformas de IA, como o Magoosh, oferecem preparação personalizada para provas ao analisar o desempenho dos estudantes e adaptar perguntas práticas e planos de estudo para focar nas áreas onde mais precisam melhorar, aumentando as chances de sucesso. - Sistemas de Gestão de Aprendizado (LMS):
A IA aprimora as plataformas de LMS ao fornecer caminhos de aprendizado personalizados, automatizar tarefas administrativas e oferecer insights baseados em dados sobre o desempenho e engajamento dos alunos. - Aprendizado de Idiomas:
Ferramentas de IA, como o Duolingo, usam algoritmos adaptativos para personalizar as experiências de aprendizado de idiomas. A IA ajusta a dificuldade dos exercícios com base no progresso do usuário, garantindo uma curva de aprendizado ideal e aprimorando a aquisição do idioma. - Desenvolvimento Profissional:
Ferramentas de IA oferecem oportunidades personalizadas de desenvolvimento profissional para educadores, recomendando cursos e recursos baseados em suas metas de carreira e necessidades pedagógicas. - Redução de Lacunas de Habilidade:
A IA identifica lacunas de habilidades nos estudantes analisando seus dados de desempenho e fornece recursos direcionados para abordar essas deficiências. Isso ajuda os alunos a alcançar a proficiência em várias disciplinas e os prepara para desafios acadêmicos futuros. - Detecção de Dislexia:
Ferramentas de IA, como o Dysolve, podem detectar dislexia e outras dificuldades de aprendizado precocemente, analisando padrões de leitura e erros. Esses recursos fornecem suporte e intervenções personalizadas, como programas de leitura especializados e exercícios, para ajudar os estudantes afetados a ter sucesso. - Cibersegurança:
A IA melhora a segurança das instituições educacionais ao detectar e responder a ameaças cibernéticas em tempo real. Ferramentas como Darktrace utilizam algoritmos de aprendizado de máquina para identificar atividades incomuns na rede, prevenir violações de dados e proteger informações sensíveis dos alunos. - Transporte:
Sistemas movidos por IA otimizam as rotas de ônibus escolares, reduzindo o tempo de viagem e aumentando a segurança. Ferramentas como SafeStop utilizam dados em tempo real para rastrear a localização dos ônibus e fornecer horários de chegada precisos aos pais, melhorando a eficiência geral do transporte escolar. - Finanças:
A IA auxilia instituições educacionais na gestão de suas finanças ao analisar padrões de gastos, prever despesas futuras e identificar oportunidades de economia. Ferramentas como Allovue ajudam as escolas a alocar recursos de forma mais eficaz e melhorar o planejamento financeiro. - Suporte Administrativo:
A IA auxilia em tarefas administrativas, como agendamento, orçamento e alocação de recursos. Ferramentas como Fetchy otimizam as operações educacionais, fornecendo insights baseados em dados e recomendações, melhorando a eficiência e reduzindo a carga de trabalho dos educadores. - Salas de Aula Virtuais em 3D:
O metaverso cria salas de aula virtuais imersivas onde estudantes podem interagir com colegas e professores. Plataformas como Engage VR oferecem ambientes virtuais que aprimoram a experiência de aprendizado além dos métodos tradicionais, proporcionando oportunidades de aprendizado interativo e experimental. - Atividades Virtuais no Campus:
A IA facilita atividades extracurriculares virtuais, permitindo que os estudantes participem de clubes e eventos de qualquer lugar do mundo. Plataformas como Remo utilizam IA para criar espaços virtuais para networking e colaboração, aumentando o engajamento dos alunos além da sala de aula. - Aprendizado Interdisciplinar:
A IA quebra barreiras entre disciplinas, promovendo o aprendizado interdisciplinar. Ferramentas como Wolfram Alpha usam IA para demonstrar aplicações reais de várias teorias, ajudando os estudantes a entender a interconexão entre diferentes campos de estudo. - Simulação de Situações Reais:
A IA replica cenários da vida real em ambientes virtuais, permitindo que os estudantes conduzam experimentos e aprendam por meio de experiências práticas. Plataformas como Labster oferecem laboratórios virtuais onde os alunos podem explorar e experimentar conceitos científicos com segurança. - Análise Preditiva:
Algoritmos de IA em análises educacionais ajudam os educadores a identificar tendências e prever o desempenho dos alunos, permitindo intervenções precoces para aqueles que podem enfrentar dificuldades. - Comunicação entre Pais e Professores:
Ferramentas baseadas em IA, como o Remind, facilitam a comunicação fluida entre pais e professores, permitindo atualizações em tempo real sobre o progresso dos alunos e atividades na sala de aula, aumentando o envolvimento e o apoio dos pais no processo educacional. - Agendamento:
Ajudar os administradores a programar cursos e indivíduos a gerenciar suas programações diárias, semanais, mensais ou anuais. - Gerenciamento de instalações:
A IA é eficaz no “monitoramento do status dos serviços de energia, Wi-Fi e água, alertando os funcionários de gerenciamento de instalações quando surgem problemas”. - Segurança e Vigilância:
Sistemas de vigilância movidos por IA monitoram as instalações escolares para identificar possíveis ameaças à segurança. Ferramentas como Avigilon utilizam IA para analisar vídeos em tempo real e alertar a equipe de segurança sobre atividades suspeitas, aumentando a segurança geral do ambiente escolar. - Gerenciamento geral da escola:
A IA está sendo usada atualmente para gerenciar escolas inteiras, alimentando sistemas de registros de alunos, transporte, TI, manutenção, programação, orçamento etc. - Redação:
Lynch não apenas afirma que a IA já está trabalhando para ajudar os alunos a melhorar suas habilidades de escrita, como também confessa: “No momento, estou usando um aplicativo de gramática e uso para me ajudar a escrever este artigo”. - Pesquisa Acadêmica:
A IA auxilia na pesquisa acadêmica ao analisar grandes volumes de dados, identificar tendências e gerar insights. Ferramentas como IBM Watson Discovery fornecem capacidades avançadas de análise para pesquisadores, ajudando-os a descobrir novos achados e acelerar o processo de pesquisa. - Detecção de Plágio:
Ferramentas de IA analisam as submissões dos alunos para detectar possíveis plágios, comparando-os com um vasto banco de dados de conteúdo acadêmico, garantindo a integridade e originalidade do trabalho dos estudantes. - Transcrição de palestras de professores:
A transcrição de palestras de professores, alimentada por IA, promove acessibilidade, permitindo que alunos revisem conteúdos, façam anotações e organizem estudos com facilidade. Ideal para inclusão, ela apoia estudantes com deficiências auditivas e otimiza a aprendizagem por meio de materiais personalizados. - Chatbots para matrícula e retenção:
Chatbots de IA auxiliam em matrículas e retenção, oferecendo suporte 24/7 para dúvidas e processos, simplificando a inscrição e fornecendo lembretes personalizados. Eles ajudam a identificar dificuldades dos alunos, promovendo engajamento e soluções proativas para aumentar a permanência nos cursos. - Programação de equipe e gerenciamento de substitutos:
Ferramentas de IA para programação de equipe e gerenciamento de substitutos otimizam horários, alocam recursos e identificam necessidades de substituição rapidamente. Elas automatizam ajustes e garantem continuidade nas atividades, reduzindo erros e economizando tempo para gestores educacionais. - Fóruns de Discussão Online Aprimorados:
A IA melhora os fóruns de discussão online ao moderar o conteúdo, facilitar discussões e fornecer feedback personalizado. Ferramentas como Packback utilizam IA para incentivar o pensamento crítico e o engajamento em fóruns online, criando um ambiente de aprendizado mais dinâmico e interativo. - Campi Conectados:
A IA integra vários sistemas de campus para criar um ambiente educacional conectado e eficiente. Ferramentas como Cisco Digital Network Architecture (DNA) utilizam IA para gerenciar e otimizar a infraestrutura do campus, aprimorando a conectividade e melhorando a experiência geral no campus. - Manutenção:
Sistemas de IA para manutenção em instituições educacionais monitoram infraestrutura, detectam problemas preventivamente e otimizam reparos. Isso reduz custos, evita interrupções e garante ambientes seguros e funcionais para alunos e professores. - Gerenciamento de sala de aula/comportamento:
Ferramentas de IA para gerenciamento de sala de aula e comportamento monitoram interações, identificam padrões de atenção e comportamento, e oferecem feedback em tempo real. Elas ajudam professores a adaptar estratégias, promover engajamento e criar ambientes de aprendizado mais inclusivos e eficazes. - Planejamento de aulas
Ferramentas de IA para planejamento de aulas ajudam professores a criar conteúdos personalizados, alinhados a currículos e às necessidades dos alunos. Automatizam a organização de recursos, sugerem atividades interativas e otimizam o tempo, permitindo maior foco na qualidade do ensino.
Em termos de tecnologias específicas com utilização de IA que estão sendo usadas atualmente na educação, a lista aumenta a cada dia. Aqui estão apenas algumas delas:
Thinkster Math: descrito por seus criadores como um “programa de tutoria de matemática que aproveita a interação humana e a inteligência artificial inovadora para criar programas de aprendizado personalizados”
Jill Watson: um assistente de ensino virtual habilitado para IA apresentado pelo Instituto de Tecnologia da Geórgia em 2016
Brainly: um site de mídia social para perguntas em sala de aula
Nuance: software de reconhecimento de voz usado por alunos e professores; capaz de transcrever até 160 palavras por minuto; especialmente útil para alunos que têm dificuldades com a escrita ou necessidades de acessibilidade
Cognii: Produtos baseados em IA, incluindo um assistente virtual de aprendizagem, para instituições de ensino fundamental e médio e de ensino superior, bem como organizações de treinamento corporativo
KidSense: Soluções educacionais de IA projetadas para crianças, incluindo uma ferramenta de voz para texto com algoritmos criados para reconhecer a fala, às vezes mais difícil de traduzir, de jovens alunos
Content Technologies: soluções de design instrucional e aplicação de conteúdo alimentadas por mecanismos de pesquisa de inteligência artificial
Conforme explicado pelo CEO Dr. Scott Parfitt (veja o vídeo), a Content Technologies Inc. desenvolve sistemas de aprendizado de IA que se concentram em “transformar big data em informações e em conhecimento”. “Enviamos um mecanismo e ele começa a ler na velocidade da luz todos os artigos que consegue ler. Ele aprendeu seu próprio material”, diz Parfitt. As soluções da empresa voltadas para a educação incluem:
Palitt: desenvolvido para ajudar os instrutores a criar facilmente “sua própria série de palestras, programa de estudos ou livro didático personalizado”
Cram101: tecnologia de IA que pode “transformar qualquer livro didático em um guia de estudo inteligente, completo com resumos de capítulos, testes práticos ilimitados de falso-verdadeiro e múltipla escolha e flashcards, todos detalhados em um livro didático específico, número ISBN, autor e capítulo”.
JustTheFacts101: destina-se a funcionar como o equivalente em IA de um marcador amarelo antigo, destacando e gerando instantaneamente resumos específicos de livros e capítulos
IA na educação [Inclusão e acesso universal]
Bernard Marr explica que as ferramentas de IA podem melhorar a inclusão e o acesso universal à educação de várias maneiras, incluindo:
- Ajudar a “tornar as salas de aula globais disponíveis para todos, incluindo aqueles que falam idiomas diferentes ou que podem ter deficiências visuais ou auditivas”
- Criar acesso para “alunos que talvez não possam frequentar a escola por motivo de doença”
- Atender melhor “alunos que precisam de aprendizado em um nível diferente ou em uma matéria específica que não está disponível em sua própria escola”
De modo geral, espera-se que a IA ajude os educadores a progredir continuamente na abordagem da ampla gama de fatores físicos, cognitivos, acadêmicos, sociais e emocionais que podem afetar o aprendizado do estudante e garantir que todos os alunos tenham oportunidades iguais na educação, independentemente de sua classe social, raça, gênero, sexualidade, origem étnica ou deficiências físicas e mentais.
IA na educação [Aprendizagem individualizada]
Há também um otimismo considerável em torno da ideia de que, à medida que a inteligência artificial se tornar uma parte mais integral da sala de aula, os professores estarão mais bem equipados para oferecer uma experiência de aprendizagem individualizada para cada aluno. De acordo com um artigo do The Atlantic (“Artificial Intelligence Promises a Personalized Education for All“), a inteligência artificial tem o potencial de “aprimorar as habilidades dos professores para adaptar as aulas a cada aluno sem prejudicar o cronograma de aulas”, eliminando a necessidade dos educadores “ensinarem para o meio”, como geralmente acontece quando os alunos têm uma variedade de níveis de habilidade e capacidades de aprendizagem.
Rose Luckin, professora de design centrado na aprendizagem na University College London, disse que “o verdadeiro poder da inteligência artificial para a educação está na maneira como podemos usá-la para processar grandes quantidades de dados sobre alunos, professores e interações de ensino e aprendizagem”. Em última análise, a IA pode “ajudar os professores a entender seus alunos de forma mais precisa e eficaz”.
O futuro da IA na educação
Embora continue havendo um amplo debate sobre os prós e os contras da implementação da tecnologia de IA no campo da educação, incluindo as preocupações com a despersonalização e as considerações éticas citadas acima, há um consenso emergente de que a extraordinária gama de benefícios atuais e futuros levará a melhor.
Fonte: University of San Diego
Artigo original: https://bit.ly/3y1qCuf
