Como oferecer suporte aos professores para utilizar a IA no ensino?

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Relatório da Comissão Européia sobre inteligência artificial na educação, produzido pela Equipe do European Digital Education Hub

A tecnologia de Inteligência Artificial (IA) já passou de uma fase emergente para uma mais avançada onde as pessoas estão tentando explorar suas possibilidades e descobrir novos usos inovadores. Ficou extremamente claro que a tecnologia de IA veio para ficar, e os professores não podem mais ignorá-la. Como as ofertas aos educadores devem ser posicionadas e quais problemas vamos resolver através do uso de IA? Tentaremos modelar a técnica dos 5 Porquês sobre como a IA está impactando a educação, o ensino e a aprendizagem. O conjunto de perguntas abaixo se refere primeiro à educação em geral e depois ao processo de ensino/aprendizagem:

1. Por que a IA está causando impacto na educação, ensino e aprendizado?

A IA está causando impacto na educação, tanto para professores quanto para estudantes, pois possibilita novas formas de personalização e aprendizado por meio de feedback individual e coaching. Embora haja preocupações com a integridade acadêmica, também há esperança de que a IA permita aos professores fornecer experiências de aprendizado mais personalizadas para seus alunos.

2. Por que a personalização é importante na educação?

Cada estudante é diferente em suas habilidades, interesses e circunstâncias de aprendizado. É importante adaptar as experiências de aprendizado para cada aluno individualmente. Esta tarefa é incrivelmente difícil em turmas grandes, quando um professor não pode fornecer feedback em tempo real para cada aluno.

3. Por que o feedback em tempo real é valioso na educação?

O feedback em tempo real ajuda os alunos a identificar suas forças e fraquezas, ajustar suas estratégias de aprendizado e melhorar seu desempenho. Isso permite que eles se concentrem em alcançar os resultados educacionais de maneira mais eficaz.

4. Por que é importante melhorar os resultados educacionais?

A educação fornece aos alunos o conhecimento e as habilidades de que precisam para ter sucesso em suas vidas pessoais e profissionais. Os resultados educacionais são projetados de uma forma que melhora as perspectivas futuras dos alunos e contribui para o bem-estar da sociedade.

5. Por que o bem-estar da sociedade é importante?

Fornecer aos alunos uma educação de alta qualidade pode ajudar a criar uma sociedade mais justa e equitativa, onde todos têm a oportunidade de alcançar seu pleno potencial, independentemente de sua origem ou circunstâncias.

6. Por que os professores deveriam usar a IA em sala de aula?

A IA permite fornecer feedback em tempo real e personalizar experiências de aprendizado para os alunos e também pode apoiar os professores na melhoria de seus projetos de ensino para as aulas.

7. Por que é importante personalizar experiências de aprendizado para os alunos?

A personalização permite criar caminhos de aprendizado individuais e alcançar resultados educacionais de forma mais eficaz. Mas para isso, os professores precisam de grandes quantidades de dados, bem como tempo para apoiar vários alunos.

8. Por que é benéfico para os professores terem acesso a dados e insights em tempo real?

Quando os professores têm acesso a dados e insights em tempo real, eles podem adaptar suas estratégias de ensino para serem mais eficazes para um determinado aluno ou grupo de alunos.

9. Por que a IA pode ajudar os professores a economizar tempo e reduzir a carga de trabalho?

A IA pode auxiliar em tarefas como correção, análise de dados e fornecimento de feedback, permitindo que os professores se concentrem no ensino e ofereçam suporte personalizado aos seus alunos.

10. Por que é benéfico para os professores manterem-se atualizados com os avanços tecnológicos na educação?

Os professores podem melhorar suas habilidades e conhecimentos, tornando-os mais competitivos e eficazes em suas funções. Isso também pode aumentar a satisfação e motivação no trabalho, fornecendo oportunidades para crescimento e desenvolvimento profissional.

No artigo “IA na educação: valor agregado ou não?“, a Digisprong menciona algumas ideias práticas e dilemas sobre o uso de IA na educação. Por exemplo, aplicações educacionais impulsionadas pela inteligência artificial podem dividir os alunos em grupos do mesmo nível de conhecimento, corrigir automaticamente exercícios e ajudar alunos iniciantes com dificuldades de leitura. No entanto, isso também significa que os professores precisam acompanhar os resultados da IA para garantir que a qualidade do processo de ensino permaneça alta. Mais exemplos podem ser encontrados no Relatório de Informações nº 3 “Cenários de Uso e Exemplos Práticos do Uso de IA na Educação”.

Embora a IA esteja evoluindo rapidamente, suas capacidades ainda são limitadas. O papel pedagógico e educacional dos professores continua sendo importante. A Digisprong menciona várias tarefas que a IA ainda não consegue realizar bem, como monitorar e fornecer feedback sobre habilidades de pensamento mais avançadas ou colaboração, e ela não considera os processos de pensamento dos alunos ou etapas intermediárias. Hoje em dia, a maioria das ferramentas de IA para educação só pode fornecer feedback sobre conjuntos de habilidades para os quais existem respostas claramente definidas como “certas ou erradas”, como leitura, escrita, programação e matemática.

Como oferecer suporte para os professores?

Como a IA poderia apoiar os professores?

A IA pode apoiar os professores em sua prática diária, por exemplo, em:

  • Possibilitando a aprendizagem personalizada
    Utilizando a IA, os professores podem criar materiais de aprendizagem personalizados para os alunos com base em suas forças e fraquezas, ritmo e habilidade dos alunos (por exemplo, alunos talentosos ou com habilidades excepcionais).
  • Oferecendo feedback
    A IA pode ajudar os professores a fornecer feedback imediato aos alunos. Isso pode ser útil ou não, como mostra a pesquisa (Sumeracki, 2022), mas a decisão cabe aos professores.
  • Concentrando-se em tarefas específicas
    A IA pode permitir que os professores se concentrem mais em tarefas como engajamento dos alunos, observação dos alunos, avaliação formativa, etc.
  • Monitorando a sala de aula
    A IA pode ser usada para monitorar a sala de aula e, por meio de testes frequentes, fornecer uma visão orientada por dados ao professor sobre a aprendizagem de conteúdo dos alunos.
  • Visão geral do processo de aprendizagem
    Se a IA for usada para testes frequentes, ela poderia fornecer uma ótima visão geral do processo de aprendizagem de alunos ou turmas.
  • Treinamento de professores
    No treinamento de professores ou na preparação de substitutos para alunos de diferentes faixas etárias, a IA pode, por exemplo, fornecer rapidamente exemplos de trechos de texto e adaptá-los a um determinado nível de idade, para que o professor possa praticar a avaliação ou correção de avaliações para esse grupo-alvo de alunos. Ferramentas de texto baseadas em IA poderiam ser usadas como instrumentos para treinar habilidades de redação, criatividade e pensamento crítico.
  • Planejando a aprendizagem
    Aplicativos baseados em IA podem apoiar os professores no processo de criação de cursos, módulos de curso, unidades ou aulas.
Como a IA poderia oferecer suporte para as instituições educacionais?

A IA, usada em nível institucional, pode apoiar os professores em sua prática diária, por exemplo em:

  • Interpretando dados de testes
    Se hipoteticamente toda a escola realizar testes frequentes com aplicativos de aprendizagem adaptativa, talvez a IA possa ser útil para criar grupos de aprendizagem baseados nas habilidades dos alunos, e não mais com base na idade biológica ou série escolar.
  • Modelos de treinamento personalizados para grupos de alunos e professores
  • Análise preditiva do desempenho dos alunos
    Fornecendo alertas antecipados para os alunos em risco de não atingirem os padrões de aprendizagem exigidos para o nível de série deles e fornecendo sugestões de suporte.
  • Apoio na redação acadêmica de documentos oficiais das instituições
    Recomendar materiais de aprendizagem para apoiar os professores em seu próprio desenvolvimento profissional.

Como os professores poderiam ter suporte para ensinar com IA?

Nível do Professor
  • Professores que desejam ensinar com IA podem receber suporte por meio de:
  • Plataforma Europeia de Educação Escolar e-comunidades e-Twinning
  • Hub Europeu de Educação Digital
  • Academias de Professores da UE
  • Conexões entre pares
  • Possibilidade de intercâmbios virtuais
  • Programas intensivos combinados
  • Projetos como IA para professores
  • Requisito (por exemplo, em processos de aquisição) para incluir materiais de apoio e oportunidades de treinamento em ferramentas de IA para escolas.
Nível Institucional

Para apoiar os professores no uso da IA em sua vida profissional diária, as instituições poderiam:

  • Alocar mais tempo para o desenvolvimento profissional e planejamento.
  • Dar aos professores acesso a aplicativos dedicados à gestão de aulas usando IA.
  • Implementar a IA em nível organizacional. Por exemplo, se as instituições educacionais utilizam a IA para avaliação e monitoramento, elas poderiam considerar aproveitar o uso dos dados de desempenho dos alunos de novas maneiras, como oferecer suporte a criação de grupos de aprendizado baseados em habilidades ou interesses dos alunos, em vez de grupos de idade, com a ajuda de ferramentas organizacionais orientadas por IA. É importante que os educadores façam parte do planejamento de tais atividades.
  • Oferecendo suporte em nível gerencial para integrar a IA de maneira reflexiva e crítica, a fim de melhorar o desempenho em determinadas tarefas. Líderes e gestores educacionais devem refletir sobre: Qual é o suporte necessário a partir do nível gerencial? O que os diretores devem fazer? Como eles devem estabelecer metas? Como devem organizar a aprendizagem compartilhada dos professores em escolas individuais? Como isso pode ser integrado aos programas pedagógicos? Quais são as armadilhas, riscos, bem como considerações éticas e legais?
  • Oferecer incentivos aos professores para aprimorar suas habilidades, como créditos, certificação e promoção.
  • Organizar discussões abertas e reflexões com todas as partes interessadas educacionais sobre questões legais/éticas relacionadas ao uso de tecnologia na educação.
Nível Nacional
  • Orientações sobre competências dos professores para ensinar com, para e sobre a IA. Isso poderia ser incluído nas recomendações nacionais para cada currículo (você pode encontrar mais informações no Relatório de Informações nº 1 Competências dos Professores).
  • Cenários de aprendizagem integrados: A IA poderia ser usada como uma ferramenta para criar abordagens mais transdisciplinares ou para promover momentos de ensino vertical ou aulas mistas. Se tiver acesso a dados e for treinada adequadamente, pode ser uma ferramenta para gerar uma visão de qual conteúdo é ensinado em qual turma, o que tornaria a IA uma ferramenta útil para ajudar os professores a criar cenários de aprendizagem integrados (como o ensino STEM integrado).
  • Oferecer incentivos aos professores para aprimorar suas habilidades, como créditos, certificação, promoção.
  • A programação e as estatísticas de IA devem fazer parte da formação inicial de professores. No nível universitário, líderes educacionais e coordenadores de programas devem começar a desenvolver os currículos de treinamento de professores respondendo a perguntas como quais são os desafios para os professores do futuro, como a IA afetará seus empregos e como eles podem usar a IA. Esse tipo de treinamento com base em uma perspectiva orientada para o futuro seria altamente recomendável para a formação inicial de professores.
  • Oferecer desenvolvimento profissional em IA nos catálogos nacionais de treinamento de professores, por exemplo, nos desenvolvidos na Macedônia do Norte, Sérvia ou Croácia.
Nível Europeu
  • Programas europeus para apoiar o uso de IA na educação, como o Erasmus+
  • Recomendações e diretrizes para incentivar o uso de IA na educação, como as Diretrizes Éticas para o Uso de Inteligência Artificial (IA) e Dados no Ensino e Aprendizagem para Educadores

Como os professores podem começar com a IA na educação?

A estrutura TPACK destaca que a incorporação eficaz da tecnologia para melhorar a aprendizagem dos alunos se baseia em três elementos fundamentais: conteúdo, pedagogia e tecnologia. Para alcançar uma experiência de ensino e aprendizagem valiosa, os educadores devem possuir um conhecimento completo da matéria que ensinam, uma compreensão sólida de metodologias de ensino eficazes e um bom entendimento da tecnologia que podem usar ou evitar usar. Em 2018, o site de Punya Mishra atualizou o diagrama do TPACK e incluiu o domínio do contexto para enfatizar as limitações e diferentes circunstâncias que os professores enfrentam ao ensinar. Além desses elementos, é importante observar que a integração da tecnologia em atividades de sala de aula também requer alguma compreensão do processo cognitivo de aprendizagem.

Conhecimento sobre o conteúdo

Educadores podem começar a utilizar a IA para expandir sua compreensão do conteúdo relacionado à matéria. Existem várias aplicações de IA que podem oferecer descrições de conceitos específicos, esclarecê-los e fornecer explicações personalizadas adequadas ao nível de idade de seus alunos. Além disso, motores de busca alimentados por IA podem aprimorar a experiência de busca, auxiliando os professores a encontrar informações de forma mais rápida e eficiente.

Conhecimento sobre os modelos pedagógicos subjacentes de aplicações educacionais

Do ponto de vista da ciência educacional, é necessário cautela em relação aos modelos pedagógicos subjacentes das aplicações e serviços educacionais. Para os professores, antes de usar qualquer aplicativo educacional impulsionado por IA com os alunos, é essencial refletir sobre quais conceitos teóricos as decisões pedagógicas são baseadas e o quão rastreáveis essas decisões são. Perguntas práticas como “Concordo com as notas que esse sistema está dando automaticamente?” ou “Esse sistema impulsionado por IA está moldando ou produzindo o tipo de práticas de aprendizado que desejo que meus alunos realizem e persigam posteriormente?” podem ser úteis (SURF 2022).

Em segundo lugar, os resultados de aprendizagem pretendidos e os objetivos educacionais das aplicações e serviços educacionais impulsionados por IA exigem escrutínio. Antes de integrar qualquer nova tecnologia na educação, os professores devem se perguntar por que devem usá-la, quais são os resultados de aprendizagem pretendidos e os objetivos educacionais das aplicações educacionais impulsionadas por IA. Por exemplo, se o objetivo é desenvolver a autonomia do aluno e as habilidades de reflexão, as tecnologias educacionais impulsionadas por IA, que apoiam o pensamento crítico e o trabalho independente, podem ser integradas. Algumas ferramentas de IA dependem de esquemas específicos ou alinhamento curricular, e os professores e as escolas devem garantir que eles sejam apropriados para o contexto educacional em que estão situados (por exemplo, alguns podem estar alinhados aos padrões curriculares dos EUA).

Eventualmente, será importante para os professores considerar “quais partes das tarefas de ensino ou processos de aprendizado podem ser substituídas, aprimoradas e transformadas por meio de automação, algoritmos e máquinas” (Vuorikari et al, 2020).

Compreensão da tecnologia

Quando os educadores optam por uma nova tecnologia para incorporar em sua sala de aula, eles devem estar conscientes de seus potenciais benefícios e desvantagens para determinar se ela irá prejudicar ou aumentar a experiência de aprendizado. Ao empregar estruturas como o modelo SECTIONS proposto por Bates para avaliar mídias digitais, os professores podem se tornar mais críticos e adaptar a ferramenta tecnológica ao seu contexto específico.

Compreensão do contexto de ensino

Criar um ambiente propício é crucial para uma experiência de aprendizado bem-sucedida. Os professores precisam reconhecer os pontos fortes e limitações do ambiente de aprendizado e avaliar se a tecnologia de IA é adequada para o contexto deles antes de elaborar o curso. Por exemplo, ter um grupo de alunos familiarizados com a tecnologia, mas sem acesso à internet e dispositivos adequados no espaço de aprendizado, tornaria impossível o uso da tecnologia de IA no processo de aprendizado. Portanto, ter uma avaliação precisa e prática dos recursos físicos e humanos disponíveis é indispensável para a integração da tecnologia em qualquer processo educacional.

Conhecimento sobre os processos cognitivos

A aprendizagem com diferentes ferramentas ativa diferentes processos cognitivos e, portanto, os professores precisam estar cientes daqueles relacionados à integração da IA. Assim como em todas as atividades de ensino, compreender o processo de aprendizagem cognitiva é crucial para selecionar a abordagem pedagógica apropriada e a tecnologia para apoiar e aprimorar eficazmente a atividade de aprendizagem.

Com a IA, “[n]ossa relação inteira com o conhecimento e as habilidades mudou. A natureza do trabalho também mudará, então a forma como aprendemos também mudará.” (‘Donald Clark Plan B’, 2023) “Passamos de Professores Humanos e Alunos Humanos, como uma dupla, para Professores de IA e Alunos de IA, como uma tetralogia.” (‘Donald Clark Plan B’, 2023)

Com a IA, os professores podem envolver seus alunos de maneira mais interativa e personalizada, ao mesmo tempo em que aprimoram seus próprios métodos de ensino. Um dos principais processos cognitivos em que a IA pode ajudar é a atenção. Como discutido anteriormente, ferramentas alimentadas por IA podem ajudar os professores a manter o nível de engajamento dos alunos alto, entregando conteúdo personalizado, oferecendo feedback instantâneo e fornecendo experiências de aprendizagem adaptativas que são personalizadas para as necessidades únicas de cada aluno. Além disso, a aprendizagem com suporte de IA pode ser benéfica para aprimorar as estratégias de aprendizagem dos alunos.

A codificação dupla (Dual Coding) é uma estratégia importante na aprendizagem. Refere-se ao conceito de utilizar múltiplas formas de estímulos para auxiliar os alunos a codificar informações de forma mais eficiente, tornando assim mais fácil recordá-los posteriormente. Estímulos visuais e verbais são os dois tipos principais de estímulos usados na sala de aula para esse fim. Como os aplicativos de IA podem gerar, por exemplo, estímulos visuais a partir de estímulos verbais, eles podem ser usados simultaneamente para apoiar os alunos na melhor percepção e processamento das informações.

A prática de recuperação (Retrieval Practice) é outro processo cognitivo que pode ser fortalecido com o uso da IA. Sistemas de tutoria inteligente e outras ferramentas alimentadas por IA podem ajudar os alunos a praticar a recuperação de informações, o que melhora a consolidação da memória e a retenção a longo prazo. Eles podem ser ferramentas úteis para técnicas de repetição espaçada (Spaced Practice), integrando momentos de revisão do material em intervalos gradualmente crescentes.

A IA possui várias outras maneiras de apoiar os alunos na aprendizagem, incluindo explorar exemplos e vinculá-los aos tópicos de estudo. Isso os ajudará a entender como o exemplo é relevante para os conceitos ensinados. Além disso, a IA pode gerar diferentes exemplos sobre o mesmo tópico que os alunos podem usar para estabelecer conexões entre eles e aprimorar suas habilidades de resolução de problemas.

A IA pode ajudar a aumentar a motivação dos alunos, fornecendo experiências de aprendizado personalizadas, feedback imediato e uma sensação de autonomia em sua jornada de aprendizado. Ao aproveitar esses processos cognitivos, a IA pode desempenhar um papel vital no apoio e aprimoramento dos resultados de aprendizado na sala de aula.

Finalmente, tendo em mente que a metacognição é um processo cognitivo crítico que pode promover a autoconsciência e melhorar os resultados de aprendizado, ferramentas alimentadas por IA podem ajudar os alunos a se tornarem mais conscientes de suas estratégias de aprendizado, pontos fortes e fraquezas, fornecendo orientações sobre como melhorar seus resultados de aprendizado.

 

Recomendações

 

– Crie um curso online para gestão escolar sobre a integração da IA no nível escolar para apoiar a educação.

– Defina “habilidade de interação humano-IA”.

– Faça recomendações para incluir “ensino com IA” na formação inicial de professores.

– Proponha vários caminhos de desenvolvimento profissional para que os professores se familiarizem com a IA.

– Professores que estão se perguntando como começar com a IA poderiam acessar este fluxograma e encontrar orientação com base nas escolhas que fizerem.

 

Os relatórios 3, 4, 5, 6 e 7 serão anexados aqui assim que forem disponibilizados

 

 

Autor: Cristina Obae, Yann-Aël Le Borgne, Francisco Bellas, Riina Vuorikari, Oksana Pasichnyk, Petra Bevek, Bertine van Deyzen, Ari Laitala, Madhumalti Sharma, Robbe Wulgaert, Jessica Niewint-Gori, Johanna
Gröpler, Alexa Joyce e Lidija Kralj
Fonte: European Commission
Artigo original: https://commission.europa.eu/index_en

Fernando Giannini

Pesquisador de tecnologia aplicada à educação, arquiteto de objetos virtuais de aprendizagem, fissurado em livros de grandes educadores e viciado em games de todos os tipos. Conhecimentos aprimorados em cursos de grandes empresas de tecnologia, principalmente no Google Business Educational Center e Microsoft. Sócio-proprietário da Streamer, empresa que alia tecnologia e educação. Experiência de 18 anos produzindo e criando objetos de aprendizagem, cursos a distância, design educacional, interfaces para sistemas de aprendizagem. Gestor de equipe para projetos educacionais, no Ensino Básico, Médio e Ensino Superior. Nesse período de trabalho gerenciou equipes e desenvolveu as habilidades de liderança e gestão. Acredita na integração e aplicação prática dos conhecimentos para a realização de projetos inovadores, sólidos e sustentáveis a longo prazo. Um dos grandes sonhos realizados foi o lançamento do curso gratuito Mande Bem no ENEM que atingiu mais de 500 mil estudantes em todo o Brasil contribuindo para a Educação Brasileira.

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