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Título: GenIA: plataforma para construção de objetos de aprendizagem de matemática que faz uso de programação intuitiva e é assistida por inteligência artificial
Título(s) alternativo(s): GenIA: platform for constructing mathematics learning objects that makes use of intuitive programming and is assisted by artificial intelligence
Autor(es): Zatti, Evandro Alberto
Orientador(es): Kalinke, Marco Aurélio
Palavras-chave: Inteligência artificial - Aplicações educacionais
Aprendizado do computador
Matemática - Estudo e ensino
Ensino auxiliado por computador
Tecnologia educacional
Aprendizagem
Ambientes virtuais compartilhados
Simulação (Computadores)
Aplicações Web
Artificial intelligence - Educational application
Machine learning
Mathematics - Study and teaching
Computer-assisted instruction
Educational technology
Learning
Shared virtual environments
Computer simulation
Web applications
Data do documento: 3-Ago-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: ZATTI, Evandro Alberto. GenIA: plataforma para construção de objetos de aprendizagem de matemática que faz uso de programação intuitiva e é assistida por inteligência artificial. 2023. Tese (Doutorado em Formação Científica, Educacional e Tecnológica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: Em constante evolução, a humanidade tem passado, sob o olhar de diferentes filósofos, por algumas eras ou marcos políticos, econômicos e sociais. A tecnologia acompanha esse processo, atuando como protagonista ou pivô em inúmeras tarefas do cotidiano. A sociedade estaria hoje vivenciando a era do conhecimento, na qual preconiza-se o uso das tecnologias digitais em diversas esferas, dos algoritmos triviais à inteligência artificial. Na Educação, observa-se o uso de diferentes técnicas envolvendo inteligência artificial, que vão desde o suporte a gestão educacional, até as contribuições com os processos de ensino e de aprendizagem. Na Educação Matemática, antes mesmo da popularização da inteligência artificial, o uso do computador já suportava os processos didáticos por meio de uma ampla gama recursos, como por exemplo: as linguagens de programação intuitivas, a internet, os objetos de aprendizagem e outros conteúdos multimídia, como áudio e vídeo. Diante desse cenário, o objetivo desta pesquisa é investigar como recursos de inteligência artificial, aliados à programação intuitiva, podem ser explorados na criação de uma plataforma destinada à construção de objetos de aprendizagem de Matemática. O produto educacional, vinculado à investigação, é uma plataforma para construção de objetos de aprendizagem de Matemática, que faz uso da programação intuitiva e é assistida por inteligência artificial. O movimento da pesquisa foi orientado por dois aportes metodológicos: a Pesquisa em Design Educacional, que considera projetos e intervenções no contexto educacional, e o processo de prototipação, que, sob as diretrizes da Engenharia de Software, orienta os aspectos técnicos da construção de software por meio de sucessivas iterações e versões para fins de experimentação e avaliação. A pesquisa integra um macroprojeto, o qual envolve outras pesquisas correlatas, que incluem compreensões sobre os aportes teórico-filosóficos das temáticas envolvidas e o estudo dos aspectos ergonômicos da plataforma. A plataforma, denominada GenIA, baseia-se nos pilares da programação intuitiva para possibilitar a construção de objetos de aprendizagem de Matemática. A construção dos objetos é feita por meio de fluxograma e assistida por algoritmos de inteligência artificial, fazendo uso de aprendizado de máquina. O produto educacional foi aplicado em diferentes contextos, tendo sido avaliado por professores de Matemática integrantes do grupo de pesquisa ao qual esta pesquisa está vinculada, por estudantes do curso de Bacharelado em Engenharia de Software de uma universidade particular e por estudantes concluintes do curso de Licenciatura em Matemática da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). A partir dos resultados da pesquisa, concluiu-se que a GenIA, enquanto produto educacional concretizado, testado sob o ponto de vista técnico, avaliado por pesquisadores da Educação Matemática, e usado como recurso em ambiente educacional real, revela que a tese levantada é viável, sendo possível, sim, a criação de OA de Matemática com uso de programação intuitiva e técnicas de inteligência artificial. Percebeu-se, contudo, que a proposta da pesquisa, manifestando vertentes a serem exploradas no âmbito educacional, causou certo receio por parte dos pesquisadores, o que evidencia a importância de que se tenham mais pesquisas interdisciplinares envolvendo IA e Educação, para que alguns preceitos sejam desmistificados.
Abstract: In constant evolution, humanity has passed under the eyes of different philosophers through some political, economic, and social eras or milestones. Technology follows this process, acting as a protagonist or supporting player in countless everyday tasks. Society is now experiencing the age of knowledge, in which the use of digital technologies in various spheres is advocated, from trivial algorithms to artificial intelligence. In Education, the use of different artificial intelligence techniques is observed, ranging from supporting educational management to contributions to the teaching and learning processes. In Mathematics Education, even before the popularization of artificial intelligence, the use of the computer already supported the didactic processes through a wide range of resources, such as: intuitive programming languages, the internet, learning objects and other multimedia content, such as audio and video. Given this scenario, the objective of this research is to investigate how artificial intelligence resources, combined with intuitive programming, can be explored in the creation of a platform for the construction of Mathematics learning objects. The educational product linked to the investigation is a platform for building mathematics learning objects, which makes use of intuitive programming and is assisted by artificial intelligence. The research movement is guided by two methodological contributions: Educational Design Research, which considers projects and interventions in the educational context, and the prototyping process, which, under the directives of Software Engineering, guides the technical aspects for the construction of software through successive iterations and versions for experimentation and evaluation purposes. The research is part of a macro-project, which involves other related researches, that include understanding of the theoretical-philosophical contributions of the themes involved and the study of the ergonomic aspects of the platform. The platform, called GenIA, is based on the pillars of intuitive programming to enable the construction of Mathematics learning objects. The construction of objects is done using flowchart and is assisted by artificial intelligence algorithms with machine learning. The educational product was applied in different contexts, having been evaluated by Mathematics professors who are members of the research group to which this research is linked, by students of the Bachelor’s degree in Software Engineering at a private university and by students completing the Bachelor’s degree in Mathematics from the Federal Technological University of Paraná (UTFPR). From the research results, it was concluded that GenIA, as a realized educational product, tested from a technical point of view, evaluated by Mathematics Education researchers, and used as a resource in a real educational environment, reveals that the thesis raised is viable, and it is possible to create Mathematics OA using intuitive programming and AI techniques. It was noticed, however, that the research proposal, expressing aspects to be explored in the educational sphere, caused some concern on the part of researchers, which highlights the importance of having more interdisciplinary research involving AI and Education, só that some precepts be demystified.
Descrição: Acompanha: GenIA: plataforma para construção de objetos de aprendizagem de matemática que faz uso de programação intuitiva e é assistida por inteligência artificial
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32509
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