Dados, algoritmos e aprendizagem: o papel da Inteligência Artificial em Educação ANA FERREIRA

A INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL É, ATUALMENTE, UM TEMA INCONTORNÁVEL...

A utilização da inteligência artificial no nosso dia-a-dia é incontornável:

- Personalização dos feeds das redes sociais

- Assistentes virtuais e chatbots de atendimento ao cliente

- Recomendações de conteúdos nas plataformas de streaming

- Tradução automática

- Assistentes de voz que controlam dispositivos inteligentes nas nossas casas

- Reconhecimento facial, ...

A tecnologia molda, muitas vezes impercetivelmente, a forma como vivemos e interagimos diariamente.

O que é a IA?

A inteligência artificial (IA) é a utilização de tecnologias digitais para criar sistemas capazes de executar tarefas que geralmente se considera exigirem inteligência humana.

Conselho Europeu (2024) | https://www.consilium.europa.eu/pt/policies/artificial-intelligence/

Máquinas que imitam algumas características da inteligência humana, como percepção, aprendizagem, raciocínio, resolução de problemas, interação linguística e trabalho criativo.

Unesco (2022). Currículos de IA para a educação básica: um mapeamento de currículos de IA aprovados pelos governos

“... artificial intelligence” is best understood as a marketing term (...). It is clearer to talk about automation."

Emily Bender (2023), Written Testimony

As máquinas não são inteligentes no sentido humano – muito menos pensantes.

Inteligência Artificial Generativa

Modelo que, após ter sido treinado com um extenso banco de dados com exemplos de referência, é capaz de gerar novos conteúdos, como texto, imagens ou vídeo, em resposta a um pedido (ou “prompt”) que é colocado num interface de diálogo com o utilizador (chatbot).

LLMs (Large Language Models)

É alimentado por um conjunto enorme de dados. Ao analisar esse conjunto de dados, um LLM como ChatGPT, Copilot ou Gemini aprende a prever que palavras devem ser colocadas numa sequência para completar frases.

Fiabilidade das ferramentas de IA

A fiabilidade é a capacidade, de um sistema ou produto, de desempenhar a sua função de maneira consistente e confiável.

No contexto das ferramentas de IA, a fiabilidade é crucial, uma vez que essas ferramentas são frequentemente usadas para tomar decisões importantes ou fornecer informações críticas.

Vieses e limitações da IA

Vieses algorítmicos e de dados: os algoritmos de IA podem herdar e amplificar vieses presentes nos dados de treino, levando a resultados tendenciosos ou discriminatórios.

Falta de transparência: muitos modelos de IA são complexos e opacos, o que dificulta a compreensão da forma como chegaram a determinada saída.

Possibilidade de resultados incorretos ou discriminatórios: devido aos vieses e limitações, a IA pode gerar resultados imprecisos, enganosos ou prejudiciais a certos grupos.

Verificar a veracidade

Validação das informações geradas por IA: é crucial verificar a veracidade dos resultados em fontes confiáveis.

Fontes confiáveis para verificação da informação: livros, artigos académicos, bases de dados confiáveis, sites de instituições respeitadas.

Desenvolver senso crítico: é necessário ter senso crítico ao avaliar qualquer conteúdo, inclusive o que é gerado por IA.

EXEMPLOS
GEMINI - incorreções na informação e nas fontes
COPILOT - informação desatualizada
CHATGPT-4o | Incorreções nas fontes

Em educação ...

“A AI no domínio da educação já não pertence a um futuro distante. Já está a mudar a forma como as escolas, as universidades e os educadores trabalham, bem como a forma como os nossos filhos aprendem.”

Comissão Europeia (2022). Orientações éticas para educadores sobre a utilização de inteligência artificial (IA) e de dados no ensino e na aprendizagem

A transformação da experiência de aprendizagem com a inteligência artificial

  • Aprendizagem personalizada
  • Feedback imediato
  • Personalização do plano de estudos
  • Exercícios interativos
  • Recompensas e gamificação
  • Funcionalidades de interação social
  • Acesso multiplataforma
Experiência de aprendizagem eficaz, personalizada e envolvente

Exemplos de plataformas que apoiam o trabalho do professor

  • School AI: é uma plataforma que utiliza IA para personalizar a educação, oferecendo a criação de planos de aula e feedback individualizado.
  • Magic School: focada na automação de tarefas, esta plataforma utiliza IA para gerar exercícios e atividades interativas personalizadas, criar planos de aula adaptados aos objetivos educativos e resultados de aprendizagem dos alunos, corrigir tarefas automaticamente e fornecer feedback instantâneo.
  • Mizou: ferramenta criada para apoiar os professores na personalização do ensino, através da criação de chatbots adequados às necessidades de cada aluno.

Para criar apresentações

  • Gamma: ferramenta que cria apresentações envolventes e interativas. Utiliza algoritmos de IA, podendo sugerir layouts de slides, gráficos e conteúdo baseado no tópico da apresentação.
  • SlidesGPT: plataforma que permite criar apresentações de PowerPoint com a ajuda da inteligência artificial, utilizando a interface de programação de aplicações (API) do ChatGPT.
  • Visme: plataforma que cria apresentações envolventes, documentos, formulários, infografias, utilizando um chatbot para interagir com o utilizador.

Para criar recursos pedagógicos

  • Diffit: permite a criação de atividades e avaliações personalizadas, adaptando os conteúdos a diferentes níveis de conhecimento.
  • Eduaide: uma plataforma orientada por IA que ajuda os professores a criar planos de aula, recursos educativos e instrumentos de avaliação.
  • Curipod: permite a criação de recursos didáticos e planos de aula, gerando materiais em diversos formatos (textos, exercícios, apresentações).

Para aceder a bases de dados de artigos científicos

Diretório de ferramentas para educação

  • Canopy Directory - Disponibiliza listas de recursos para planificação de aulas e apresentações, criação de conteúdos e avaliação.
A IA nunca substituirá a experiência e o conhecimento dos professores

Os professores devem:

  • selecionar as abordagens pedagógicas que funcionam melhor para cada grupo, pois conhecem os alunos e entendem as dinâmicas da sala de aula;
  • avaliar criticamente os materiais sugeridos pela IA, verificando a qualidade, relevância e precisão desses recursos;
  • adaptar os materiais sugeridos pela IA ao contexto específico da sua turma, verificando se são adequados para a faixa etária, o nível de conhecimento e os interesses dos alunos;
  • garantir que os materiais utilizados cumprem padrões éticos e académicos, o que implica verificar a fonte, evitar o plágio e garantir que os materiais não discriminem ou violem direitos autorais.

O PROMPT

É a entrada de texto, instrução ou contexto fornecido a um modelo de IA para gerar uma saída desejada. A qualidade do prompt é crucial para obter resultados precisos e relevantes. Prompts mal formulados podem levar a resultados imprecisos, tendenciosos ou irrelevantes.

Parâmetros do Prompt

  • Formato: especifica o formato desejado para a resposta (ex. parágrafo, lista, código, tabela, pergunta e resposta, conversa, documento).
  • Papel: define a perspetiva ou “persona” que o chatbot deve assumir, permitindo obter respostas mais contextualizadas e realistas (ex. assistente, instrutor, curador, conselheiro, especialista, professor).
  • Tom: determina o estilo, voz e linguagem da resposta (ex. formal, casual, técnico, didático, empático, formal, amigável, informativo, persuasivo).
EXEMPLOS
Claude.ai - Prompt vago
Claude.ai - Prompt que: 1. Define o tipo de texto e extensão; 2. Estabelece o ponto de vista; 3. Define o tom emocional; 4. Especifica elementos narrativos importantes; 5. Dá instruções sobre técnicas de escrita; 6. Fornece uma estrutura para a história
Gemini - Após a criação da imagem no Designer (pedi que ilustrasse o texto), pedi a descrição da imagem

Descrição Detalhada da Imagem em Português Europeu (análise feita pelo Gemini, após criação da imagem feita no Copilot / Designer

  • O Robô: Tipo: Humanóide (cabeça: redonda com olhos grandes, braços longos e finos)
  • Posição: Sentado relaxado, com as pernas cruzada
  • A Tela: Formato - Retangular; Cor - Preta; Logotipo - Símbolo: Círculo azul com a letra "E" branca
  • O Ambiente:
  • Local: Interno (escritório ou sala)
  • Paredes: Pintadas de branco
  • Detalhes Adicionais: vários elementos de decoração

Interpretação: A imagem apresenta um robô a segurar uma tela. É possível que o robô esteja a utilizar a tela para mostrar informações ou para interagir com a tela. A imagem não fornece informações suficientes para determinar o propósito específico do robô. No entanto, a imagem sugere que os robôs estão a tornar-se cada vez mais sofisticados e capazes de realizar uma vasta gama de tarefas.

Observações: Utilizei o português europeu na descrição da imagem, incluindo a ortografia e a pontuação. Substituí algumas palavras e expressões brasileiras por equivalentes portuguesas, como "chão" em vez de "piso".

Copilot | 1- criação de rubrica de avaliação; 2- avaliação do texto com base na rubrica criada
Copilot - criação de uma grelha para registo da avaliação
ChatGPT 4o - criação de uma rubrica de avaliação
ChatGPT 4o - 1. Prompt - Cria uma grelha para registar a avaliação; 2. Prompt - Cria uma folha excel para colocar essa informação e para avaliar o texto de 25 alunos; 3. Prompt: Avalia os resultados obtidos de forma crítica, dando sugestões de atuação

Os assistentes virtuais, ou chatbots

Estes assistentes virtuais podem desempenhar um papel importante no apoio à aprendizagem dos alunos, sob a supervisão dos professores:

  • Explicação de conceitos complexos
  • Auxílio em tarefas e exercícios
  • Prática de línguas estrangeiras
  • Apoio na redação e compreensão de textos
  • Revisão de conteúdos
  • ...
IA Educação 360º

Uma abordagem inovadora nas aulas de Português - Projeto piloto

Público-alvo

  • 2 turmas de 8º ano, uma do Agrupamento de Escolas nº3 de Elvas e a outra do Agrupamento de Escolas Conde de Oeiras.
  • As turmas têm 20 alunos. Os alunos estão na faixa etária dos 14 anos e o projeto será implementado na disciplina de Português.

Objetivos

  • Promover a inovação nas aulas de Português;
  • Personalizar o ensino;
  • Avaliar o Impacto do projeto (melhoria do desempenho académico dos alunos em Português).

- Utilização da plataforma SchoolAI

Síntese das interações dos alunos com algumas sugestões de atuação feitas pelo chatbot
Interação de 3 alunos com o chatbot: 1. Workshop sobre IA; 2. Planificação de um texto de opinião; 3. Correção/ melhoria do texto de opinião
Espaço para criação e treino do chatbot
Acesso à plataforma pelos alunos (sem necessidade de registo)

Desafios éticos e legais

Privacidade

A utilização de tecnologias de IA pode aumentar o risco de violação de privacidade, especialmente se os dados dos alunos forem mal geridos ou acedidos por terceiros sem o devido consentimento.

É necessário: implementar medidas rigorosas de proteção através de políticas claras de retenção e eliminação de dados, em conformidade com o Regulamento Geral sobre a Proteção de Dados (RGPD)

Equidade

Se os sistemas não forem desenvolvidos e implementados de forma justa e inclusiva, existe o risco de que possam perpetuar ou até ampliar as desigualdades existentes.

Por exemplo: preconceitos incorporados nos algoritmos; acesso desigual às tecnologias, deixando alguns grupos de alunos em desvantagem.

Transparência

A comunidade educativa deve compreender que decisões são tomadas pelos sistemas de IA, especialmente quando podem ter um impacto significativo no processo de aprendizagem ou no acesso a recursos.

Para isso: disponibilização de informações claras e compreensíveis sobre o funcionamento destas ferramentas, para que possam ser devidamente escrutinadas.

Regulamentação

É essencial que as escolas estejam em conformidade com a regulamentação em vigor relativamente ao uso de IA em ambiente educativo.

Regulamento do Parlamento Europeu que cria regras harmonizadas em matéria de inteligência artificial

21 de maio de 2024

A UE é o primeiro legislador do mundo a adotar legislação em matéria de inteligência artificial.

A UE pretende abrir caminho a uma abordagem global da inteligência artificial que seja:

  • ética
  • segura
  • fiável

O Regulamento IA define 4 níveis de risco, tendo em conta os riscos associados a utilizações específicas da IA

O Regulamento IA define 4 níveis de risco, tendo em conta os riscos associados a utilizações específicas da IA
Quanto maior for o risco, mais rigorosas serão as regras

A educação no Regulamento ...

"A implantação de sistemas de IA no domínio da educação é importante para promover a educação e a formação digitais de elevada qualidade e permitir que todos os aprendentes e professores adquiram e partilhem as aptidões e competências digitais necessárias, incluindo a literacia mediática e o pensamento crítico, a fim de participarem ativamente na economia, na sociedade e nos processos democráticos.

Os sistemas de IA utilizados no domínio da educação ou da formação profissional, nomeadamente para determinar o acesso ou a admissão, para afetar pessoas a instituições ou a programas de ensino e de formação profissional em todos os níveis, para avaliar os resultados de aprendizagem das pessoas, para aferir o grau de ensino adequado para uma pessoa e influenciar de forma substancial o nível de ensino e formação que as pessoas receberão, ou para monitorizar comportamentos proibidos de estudantes durante os testes, deverão ser considerados sistemas de IA de risco elevado, uma vez que podem determinar o percurso educativo e profissional de uma pessoa.

Se indevidamente concebidos e utilizados, estes sistemas podem ser particularmente intrusivos e violar o direito à educação e à formação, bem como o direito a não ser alvo de discriminação nem de perpetuação de padrões históricos de discriminação, por exemplo contra as mulheres, determinados grupos etários, pessoas com deficiência ou pessoas de uma determinada origem racial ou étnica ou orientação sexual.

Política de Agrupamento para o uso da IA

I. Dimensão Organizacional

  • Criar um grupo de trabalho para a IA
  • Desenvolver um plano estratégico para a utilização da IA
  • Monitorizar o impacto da IA

II. Dimensão Pedagógica

  • Apoiar os professores na utilização da IA
  • Desenvolver atividades de aprendizagem com recurso à IA
  • Criar programas de tutoria personalizados
  • Criar programas de formação para alunos sobre o uso ético da IA
  • Criar um repositório de recursos educativos

III. Dimensão Tecnológica

  • Garantir uma infraestrutura tecnológica adequada
  • Estabelecer políticas de segurança que assegurem a conformidade com leis e regulamentos de privacidade de dados
PARA ACEDER À APRESENTAÇÃO
Dados, algoritmos e aprendizagem: o papel da Inteligência Artificial em Educação, Ana Ferreira

Disclaimer

  • Este documento está organizado para servir de suporte a uma apresentação, pelo que a informação nele contida poderá estar incompleta.
  • Este documento resume a opinião da autora.