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
mnabhan@usb.ve
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
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la disciplina
que estudia
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de como hacer
computadoras
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psicología
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deque
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Psicopedagog
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psicología
se
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humanos
en
La
ingeniería
del
conocimiento
es
cognitiva
personas
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los computadores.
Ésta
se
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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
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“El
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computadoras
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diseño
y desarrollo
de Sistemas
Expertos
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conocimiento.
Tiene
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objeto
de.
tecnológicos
interactivos,
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el
Educational
pensar
...
máquinas
con
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y orientación
Para
esto, se apoyavocacional.
en metodologías
estudio
los
mecanismos
básicos
y
Systems
mayor
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el sentido
amplio
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(Haugeland,
instruccionales
y en
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ciencias
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profundos
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1985)
la
computación
y
de
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de
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eficiente:
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la percepción,
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Interacción
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estudio
que
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el
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Inteligencia
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y
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humanos
en
disminuir
la
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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.
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