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Inteligência artificial na educação: exemplos, impactos e oportunidades

23 de outubro 2023, 16:00

Aluno aprendendo com um professor robô que utiliza IA na educação
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A inteligência artificial na educação é uma realidade, considerando que 7 em cada 10 alunos brasileiros já utilizaram IA para aprender.

São números que surpreendem até certo ponto, tendo em vista que o uso da IA em massa é relativamente recente.

Os avanços estão sendo tão rápidos que, inclusive, suscitam preocupações de ordem ética e moral, como destaca o pesquisador Paulo Boa Sorte, em artigo para o site da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz).

Tudo indica que a inteligência artificial na educação veio para ficar, mas será que estamos preparados para ela?

Chegará um dia que a IA na educação vai substituir os professores ou isso não passa de ficção científica?

Perguntas difíceis de responder e que só evidenciam o quão necessário é o debate.

Comece lendo para entender melhor o cenário atual e tendências futuras.

Confira os tópicos abordados:

  • Exemplos de inteligência artificial na educação
  • Principais benefícios da IA na educação
  • A IA pode contribuir ou ameaçar a qualidade de aprendizagem?
  • Uso do Chat GPT e ferramentas similares na educação
  • A IA na educação e o futuro das universidades.

Acompanhe até o final para entender os impactos da IA e como atua a inteligência artificial na formação escolar e profissional dos brasileiros.

Leia também:

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Exemplos de Inteligência Artificial na educação

Inteligência artificial (IA) é um campo da ciência da computação que se concentra no desenvolvimento de sistemas e programas de computador capazes de realizar tarefas que normalmente exigiriam inteligência humana.

No caso da inteligência artificial na educação, o que se busca é facilitar os processos pedagógicos, otimizando o uso do tempo e dos recursos pelos seus profissionais.

Nos Estados Unidos, por exemplo, 90% dos estudantes já acham que estudar com o Chat GPT é melhor do que com um tutor.

Essa é apenas uma entre tantas soluções em IA aplicadas ao segmento pedagógico.

Veremos outras na sequência.

Metaverso

O metaverso é um ambiente virtual tridimensional em constante expansão.

Os educadores podem criar experiências imersivas e interativas, que vão além das limitações do ensino tradicional.

Os alunos podem explorar simulações, museus virtuais e ambientes educacionais em 3D, tornando o processo de aprendizagem ainda mais envolvente e inovador.

Além disso, o metaverso traz a oportunidade de interação social, sempre útil para o desenvolvimento de habilidades interpessoais.

Plataformas adaptativas na educação

Plataformas adaptativas utilizam a inteligência artificial na educação para personalizar o aprendizado dos alunos.

Elas analisam o desempenho e as preferências de cada aluno, gerando conteúdo e atividades sob medida.

Essa personalização permite que os alunos progridam em seu próprio ritmo, focando nas áreas em que precisam de mais apoio, tornando o ensino mais flexível.

Imagine um aluno que está estudando matemática usando uma plataforma adaptativa.

O sistema observa seu desempenho em diferentes tópicos e identifica que ele está tendo dificuldades em frações, por exemplo.

Em vez de prosseguir com novo conteúdo, a plataforma se adapta, gerando atividades e explicações específicas sobre frações, até que o aluno mostre que assimilou a matéria.

Chatbots interativos

Executivo acessando um chatbot, um avanço da IA aplicável na educação
Chatbots interativos funcionam como assistentes virtuais que podem auxiliar na educação do aluno

Assim como já se faz no atendimento ao cliente pela web, os chatbots interativos funcionam como assistentes virtuais que podem responder a perguntas dos alunos de forma instantânea.

Eles operam como um suporte em IA na educação, tirando dúvidas e orientando os alunos durante as lições.

Podem ser incorporados em portais de estudantes para prestar informações acadêmicas e orientações personalizadas.

Como resultado, a experiência dos alunos melhora, sem contar a redução na carga de trabalho dos professores.

Suporte à Educação Infantil

A inteligência artificial na educação infantil pode ser usada para criar jogos e aplicativos interativos que estimulam o aprendizado desde a infância.

Os professores podem utilizar essas tecnologias para criar experiências de aprendizado lúdicas e personalizadas, ajudando as crianças a desenvolver habilidades acadêmicas fundamentais.

Uma criança de seis anos que esteja aprendendo a ler, por exemplo, pode usar aplicativos interativos que apresentam histórias animadas, jogos e desafios de leitura.

O aplicativo pode, nesse caso, adaptar o nível de dificuldade à medida que a criança progride, tornando o aprendizado divertido e incentivando o desenvolvimento de habilidades de leitura.

Learning Analytics

Learning Analytics é uma aplicação da inteligência artificial em que computadores realizam a coleta, análise e interpretação de dados relacionados ao desempenho dos alunos e seu comportamento de aprendizado.

Esses dados podem ser relacionados à participação em aulas, resultados de avaliações e interações em ambientes de aprendizado digital, entre outras situações.

O objetivo é prover os educadores com informações para entender o progresso dos alunos e fazer intervenções direcionadas.

Realidade aumentada na educação

Os processos pedagógicos não podem se restringir ao ambiente escolar, até porque uma das funções das escolas é preparar para o mercado de trabalho.

Nesse aspecto, a Realidade Aumentada (RA) é outra solução em inteligência artificial na educação.

Ela enriquece o ambiente de aprendizado ao sobrepor elementos digitais ao mundo real, por meio de dispositivos como smartphones ou óculos de RA.

Nas aulas, a RA pode ser usada para criar experiências imersivas, onde os alunos interagem com objetos virtuais em seu ambiente físico.

Aprendizado de Máquina na Avaliação de Desempenho

Um dos desafios de sempre na área pedagógica é encontrar formatos de avaliação que realmente comprovem a competência dos alunos.

O Aprendizado de Máquina, ou Machine Learning, é uma solução versátil nesse sentido, que pode ser aplicada na avaliação de desempenho dos alunos de diversas maneiras.

Ele permite a análise de grandes conjuntos de dados para identificar padrões de desempenho e personalizar avaliações de acordo com o progresso individual, por meio de testes adaptativos, que as perguntas se ajustam com base nas respostas anteriores do aluno.

Recursos Online

A internet está repleta de soluções desenvolvidas a partir de inteligência artificial na educação, por meio de plataformas e materiais de apoio online.

Formatos como vídeos, tutoriais, documentos, exercícios interativos e muito mais são alguns dos muitos meios que podem ser utilizados com fins pedagógicos.

A IA é usada também para recomendar conteúdo relevante com base no progresso do aluno e em suas preferências.

Como vimos, isso torna a aprendizagem mais flexível, garantindo que os alunos tenham acesso a materiais sob medida para suas necessidades e estilos de aprendizado.

Gamificação

Usar jogos como ferramenta de trabalho não é exatamente uma novidade.

As empresas fazem isso há décadas para aperfeiçoar processos e desenvolver a inteligência de negócios, entre outros usos.

Na educação, a gamificação é uma estratégia que aplica elementos de jogos em contextos de aprendizado.

Ela incorpora estratégias como recompensas, competições, desafios e narrativas em atividades de ensino.

Os alunos são incentivados a se engajar ativamente no processo de aprendizado, tornando-o mais envolvente e interativo.

Ensino a Distância (EaD) e Plataformas de E-Learning

O ano de 2022 ficou marcado como a primeira vez em que o número de matrículas no ensino a distância (EaD) superou as matrículas presenciais no ensino superior.

Esse marco pode ser creditado às plataformas de E-Learning, soluções digitais usadas para transmitir aulas remotas.

Essas plataformas servem para disponibilizar conteúdos educacionais como aulas, materiais e exercícios a partir de qualquer lugar com uma conexão à internet, no horário mais conveniente para os alunos, em aulas assíncronas.

Não é exatamente um uso de inteligência artificial na educação, mas ela acaba por se somar a essa categoria, já que os conteúdos das aulas podem ser trabalhados por IA.

Principais benefícios da IA na educação

Executiva fazendo pesquisa sobre os impactos da IA na educação
Os benefícios da IA na educação são o motivo do crescimento dessa tendência cada vez mais forte

Os exemplos de inteligência artificial na educação são tantos que poderíamos nos estender ainda mais ao destacar as soluções.

Essa tecnologia cresce exponencialmente e já é um mercado global bilionário, tendo gerado mais de US$ 4 bilhões em receitas no ano de 2022.

A tendência de crescimento é forte, em razão dos benefícios da aplicação da IA na educação.

Veja a seguir quais são esses benefícios e como eles devem contribuir para que a inteligência artificial na educação continue se expandindo.

Personalização do ensino

Como vimos, a IA na educação aumenta a capacidade de personalização do ensino, ao analisar o desempenho individual dos alunos.

Ela adapta o conteúdo de acordo com as necessidades de cada estudante, identificando lacunas no conhecimento, gerando conteúdos sob medida e aumentando o envolvimento.

Lembrando que há casos em que somente uma abordagem individualizada é capaz de quebrar certas barreiras ao aprendizado, para o que a IA se aplica muito bem.

Melhoria da aprendizagem individual

A aplicação da inteligência artificial na educação ajuda a melhorar a aprendizagem individual ao dar feedbacks em tempo real.

Ela avalia o progresso do aluno, dando orientações específicas para o seu desenvolvimento.

Isso cria um ambiente de aprendizagem onde os alunos podem trabalhar em cima de suas lacunas com mais autonomia, com orientações específicas para cada caso.

Acesso a recursos educacionais

Quanto mais ferramentas de trabalho na educação, melhor.

Essa é mais uma vantagem da IA, que expande o acesso a recursos educacionais ao disponibilizar plataformas de aprendizagem online e conteúdos digitais.

Os estudantes podem, dessa forma, acessar materiais de alta qualidade a qualquer momento e de qualquer lugar, reduzindo barreiras geográficas e socioeconômicas.

Automação de tarefas administrativas

Outro desafio que a inteligência artificial na educação ajuda a solucionar é o do cumprimento das rotinas administrativas no âmbito pedagógico.

Ela pode automatizar tarefas administrativas, liberando o tempo dos educadores para se concentrarem no ensino.

A IA pode ser empregada também em rotinas como registro de presença, avaliação de tarefas e agendamentos.

Tutoria virtual

Dúvidas e perguntas não têm hora certa para aparecer, até porque existe o estudo caseiro.

O que fazer, então, quando não há um professor disponível?

Chatbots e assistentes virtuais podem solucionar esse impasse, respondendo às dúvidas dos estudantes 24/7.

Essa disponibilidade, pelo que vimos anteriormente, está sendo muito bem aceita pelos alunos, como mostram as pesquisas.

Detecção de necessidades dos alunos

Quanto antes os docentes detectarem as necessidades de cada aluno, mais tempo os estudantes terão para assimilar o conteúdo das aulas e avançar no aprendizado.

A inteligência artificial na educação é de grande utilidade para isso, ajudando a identificar áreas de dificuldade e gaps no aprendizado.

Ela rastreia o progresso de cada aluno, destacando suas necessidades individuais de suporte e adaptação.

Análise de desempenho

As instituições de ensino precisam desenvolver métodos de análise de desempenho contínuos.

Esse é mais um desafio que a IA ajuda a superar, usando algoritmos para analisar dados e gerar insights sobre o desempenho dos alunos.

Com base nessa análise, os educadores podem tomar decisões sobre como adaptar suas estratégias de ensino para atender às necessidades dos alunos, dando feedback contínuo sobre seu progresso e detectando áreas de melhoria.

Adaptação de conteúdo

Em certos casos, os professores e as escolas precisam adaptar o conteúdo educacional, como acontece nas aulas de reforço ou no ensino de alunos com necessidades especiais.

Com a inteligência artificial na educação, é possível utilizar modelos matemáticos e dados dos alunos para personalizar os materiais de ensino.

Assim, o conteúdo passa a ser selecionado com base no nível de proficiência e nas necessidades de cada aluno.

Suporte a professores

Ao coletar e analisar dados, a IA fornece insights sobre o progresso e dificuldades dos alunos, facilitando a identificação de estudantes que precisam de intervenção.

Além disso, a IA apoia na criação de recursos de ensino personalizados e na automação de tarefas administrativas, liberando tempo para que os professores se concentrem no ensino e na interação com os alunos.

Também podem ajudar na correção de exames, ou sugerindo exercícios para serem realizados em sala ou em casa, facilitando ainda mais o trabalho dos docentes.

Ensino a distância

Soluções desenvolvidas com IA podem ser usadas para que os alunos acessem conteúdo educacional, aulas e recursos remotamente.

Além disso, a IA facilita a criação de experiências de aprendizado individualizadas, tornando o ensino a distância mais envolvente e adaptável às necessidades de cada aluno.

Um estudante pode acessar aulas gravadas, participar de discussões online e receber atividades personalizadas, tudo com o apoio da IA.

Redução de taxas de evasão

Por meio da análise de dados, a IA identifica sinais de desengajamento, como falta de participação ou o declínio no desempenho acadêmico.

Dessa forma, as instituições de ensino podem intervir em tempo hábil, prestando suporte aos alunos em dificuldade.

Ao dar suporte na orientação, a IA ajuda a manter os alunos motivados e no caminho para o sucesso acadêmico, reduzindo as taxas de evasão escolar.

Avaliações automatizadas

Outra vantagem da inteligência artificial na educação é simplificar a avaliação de alunos, automatizando tarefas de correção.

Testes, provas e exercícios podem ser corrigidos rapidamente, o que é bom tanto para os educadores quanto para os alunos.

Isso também permite a criação de avaliações adaptativas, nas quais a IA ajusta o nível de dificuldade com base nas respostas anteriores.

Feedback instantâneo

Por meio de sistemas de IA, os alunos recebem comentários imediatos sobre exercícios e avaliações, o que promove um ciclo de aprendizado contínuo.

O feedback instantâneo permite que os alunos corrijam erros imediatamente e consolidem o entendimento dos tópicos.

Esse processo promove o engajamento, pois os alunos sentem que estão progredindo e recebendo apoio para melhorar.

Engajamento dos alunos

Professora explicando sobre as conclusões da Inteligência artificial na Educação
A IA permite a personalização do conteúdo, tornando-o mais centrado no aluno

Plataformas educacionais que incorporam elementos de jogos, recursos multimídia e interações personalizadas são potencializadas pela IA.

Os alunos podem participar de atividades mais interessantes e lúdicas, tornando o aprendizado mais envolvente.

Isso sem contar que a IA permite a personalização do conteúdo com base nas preferências individuais, tornando o ensino mais centrado no aluno.

A IA pode contribuir ou ameaçar a qualidade de aprendizagem?

Segundo o site Govtech (conteúdo em inglês), 30% dos usuários do Chat GPT são estudantes, que o utilizam principalmente para a escrita.

Essa é mais uma evidência de que a inteligência artificial na educação é um recurso que já foi incorporado, e esse é um processo sem volta.

Como destaca um artigo da Universidade de Stanford (também em inglês), a IA pode ajudar inclusive na criação de novas formas de ensino, desde que utilizada com critério.

Logo, o que se espera daqui para frente é que ela seja uma ferramenta para melhorar a qualidade dos processos pedagógicos em geral.

Alessandra Montini, professora e coordenadora de projetos do Labdata FIA explica que: “A inteligência artificial será fundamental para a educação. As câmeras instaladas dentro das salas de aulas, desde a educação do nível fundamental até a pós-graduação, pode perceber o aluno que está entendendo, quem não está entendendo, quem está engajado e quem não está engajado. Então o reconhecimento facial em tempo real pode nos ajudar.”

Ao se tratar do ensino EaD, Alessandra ressalta alguns benefícios, como:

“A inteligência artificial pode entender se o aluno, com base na íris, durante a aula, está entendendo ou não está entendendo, quando ele está assistindo as aulas gravadas, a inteligência artificial pode perceber qual é o momento que o aluno passa mais rápido ou mais devagar, qual ele precisa de reforço, ela pode gerar automaticamente exercícios que podem ser feitos pelos alunos. Ela percebe que ele tem gap em algum momento, ela gera exercício. Tem gap, e ela gera exercícios. Ela pode ser uma geradora automática de exercícios.”

Uso do Chat GPT e ferramenta similares na educação

O Chat GPT, como vimos, é a principal ferramenta aplicada de inteligência artificial na educação.

O artigo da Universidade de Stanford, contudo, alerta para as deficiências da ferramenta, cuja linguagem não reflete a diversidade dos alunos nem capta a voz de populações consideradas minorias.

Por outro lado, como sugere o estudo Chat GPT and education (em inglês), a ferramenta pode ser usada para ajudar os alunos a aprimorar suas habilidades de escrita, analisando o estilo e sugerindo melhorias, entre outras utilidades.

A IA na educação e o futuro das universidades

A inteligência artificial na formação escolar e profissional dos brasileiros é um fato.

No cenário internacional, já há um processo acelerado de incorporação.

Nos Estados Unidos, por exemplo, boa parte das principais universidades já utilizam o Chat GPT como ferramenta, segundo um artigo no site da NASPA (em inglês).

Outras aplicações da IA também estão ganhando corpo, como em avaliações, sistemas de tutoria inteligente (ITS) e na gestão do aprendizado, como revela um artigo publicado na International Journal of Educational Technology in Higher Education (também em inglês).

Conclusão

A inteligência artificial na educação ainda suscita debates, mas a partir do que foi exposto ao longo deste texto, é inegável que se trata de uma tecnologia que traz benefícios.

Para que isso aconteça, é preciso avançar também na regulamentação do setor, de modo que a IA seja empregada com responsabilidade.

Prepare-se para atuar em um mercado no qual a inteligência artificial está entrando com tudo.

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Referências:

https://www1.folha.uol.com.br/folhateen/2023/07/tres-em-cada-dez-alunos-ja-usaram-inteligencia-artificial-diz-pesquisa-do-google.shtml

https://www.epsjv.fiocruz.br/noticias/reportagem/inteligencia-artificial-na-educacao

https://mspoweruser.com/ai-in-education-statistics/

https://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2022/02/21/pela-1a-vez-numero-de-novos-alunos-no-ensino-superior-a-distancia-supera-o-de-cursos-presenciais.ghtml

https://www.linkedin.com/pulse/future-al-education-trends-next-decade-gravitas-ai/

https://www.govtech.com/education/higher-ed/study-30-of-college-students-have-used-chatgpt-for-essays

https://hai.stanford.edu/news/ai-will-transform-teaching-and-learning-lets-get-it-right

https://www.researchgate.net/publication/369926506_Chat_GPT_and_education

https://www.naspa.org/blog/the-future-of-higher-education-the-rise-of-ai-and-chatgpt-on-your-campus

https://educationaltechnologyjournal.springeropen.com/articles/10.1186/s41239-023-00392-8

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