EDUCAO AMBIENTAL SUPORTADA POR UM AMBIENTE DE ENSINO

EDUCAÇÃO AMBIENTAL SUPORTADA POR UM AMBIENTE DE ENSINO INTELIGENTE UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO MESTRADO EM MODELAGEM COMPUTACIONAL DO CONHECIMENTO Prof. DR. Evandro de Barros Costa Prof. DR. Frederico Luiz Gonçalves de Freitas ALLAN GOMES DOS SANTOS rraav 5@yahoo. com. br mcc 007. allangomes. CJB. NET MACEIÓ/2004.

Roteiro u u u u u OBJETIVO PROPOSTAS FATORES MOTIVADORES DO TRABALHO CONCEPÇÃO DO MULTI-ECOLÓGICO USO DE SMA NO PROJETO DE SOFTWARE EDUCACIONAL ESTRUTURA DO AMBIENTE ARQUITETURA DO SISTEMA CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Objetivo ( Interface Gráfica )

Propostas u Proposta – do Artigo: Apresentar o “Multi-Ecológico”, um ambiente de aprendizagem inteligente que simula um lago, com plantas, diferentes tipos de peixes e pequenos animais. u Proposta do Seminário: – Mostrar o projeto “Multi-Ecológico”, que nos permite criar um ambiente para investigar aspectos relacionados com as técnicas de IA (Sistemas Multiagentes) e suas implicações sob o ponto de vista pedagógico.

Fatores Motivadores do Trabalho u u u Experiência anteriores em desenvolvimento de software educacionais. Busca da melhoria da qualidade do software educacional e ampliação de suas potencialidades técnicas e pedagógicas. Maior interação entre o aluno tutor artificial ( computador ) – Arquitetura Monolítica => Arquitetura Modular ( Estrutura única ) u ( Conhecimento e Forma de Manipulá-lo separados ) Novos paradigmas de programação – Paradigmas de Agentes para pesquisar os aspectos dinâmicos da interação entre o tutor artificial e o aluno. – Novas possibilidades de investigação fossem disponibilizadas aos pesquisadores da AIED

Arquitetura Clássica

Concepção do sistema Multi-Ecológico u Baseado em agentes: – – Agentes reativos: são todos aqueles que sofrem as ações dos elementos poluidores e reagem conforme foram modelados. agentes cognitivos ( interno e externo): são aqueles que se utilizam de estratégias para agirem e possuem um conhecimento do ambiente. O sistema utiliza uma arquitetura de IAD, composta por uma sociedade de agentes que trabalham para atingir um objetivo comum. u Servindo se da biblioteca DJGPP, rodando em uma arquitetura de 32 bits, utilizando C/C++ para plataforma Intel 80386 ou supeior, servindo-se do ambiente DOS u

Distribuição de Objetos

USO DE SMA PROJETO DE SOFTWARE u NO EDUCACIONAL O uso da técnica de IA no desenvolvimento de software educacional estão presente em diferentes grupos de pesquisa. – PAT ( Practical Algebra Tutor) - Koedinger e Anderson 1995 – Ensino da Linguagem SQL - Mitrovic, 1998 – Ensino de orientação a objetos - Azevedo e Tavares, 1998 u A abordagem de novas metodologias com múltiplos domínios, através do uso de agentes, possibilita: – o desenvolvimento de diferentes raciocínio e a integração de várias ações para alcançar um determinado objetivo comum – um novo comportamento do usuário u Uma sociedade de agentes para aprender e ensinar pode ser a solução para a construção de ambiente de ensino e aprendizagem se os agentes trabalham de uma maneira inteligente e autonôma para alcançar seus objetivos – um exemplo é o uso de diferentes estratégias para obter a solução para um problema específico

O PROJETO MULTI-ECOLÓGICO (ESTRUTURA DO AMBIENTE u VERSÃO u FATORES DECISIVOS PARA USO SMA u FUNCIONAMENTO – O Multi-Ecológico é uma versão ampliada e revisada de um projeto interdisciplinar denominado Eco-Lógico. – Ambiente que permite resolução de um problema onde o conhecimento está distribuídos nos seus participantes – Características lúdicas (interface gráfica) – Configuração inicial do jogo ( elementos que irão causar poluição no lago e personagem) – Desafio do aluno é manter o equilíbrio e combater a ação dos elementos poluidores através das ferramentas que cada personagem possui – Período duração do jogo é de 10 minutos (acordo planejamento)

Elementos Externos

Personagens e Suas Ferramentas

Estrutura do Ambiente u ELEMENTOS (Agentes do cenário): – Peixes: três grupos A, B e C, onde o peixe C se alimenta de A, o peixe A se alimenta de microorganismo e o peixe B se alimenta de plantas. O número de peixes nadando é indicador que o sistema está sob controle e o ecossistema mantém em equilíbrio – Plantas e Microorganismos: o número destes elementos que habitam a água demonstram situação de equilíbrio. Seguem um modelo de reprodução (quando ambiente em equilíbrio) ou sofrem os efeitos diferentes poluentes. – Ecologista e aluno: o agente ecologista controla efeitos causados usando as ferramentas de seus personagens; se o aluno não age o ecologista também não age e espera a ação do aluno; a interferência do ecologista ocorre sempre no sentido de auxiliar o aluno, mas sempre a partir da tomada de decisão que ele fez; o jogo é atualizado a cada ação do aluno ou após 30 segundos; as possíveis ações que o aluno pode obter mudam de acordo com o personagem que ele seleciona. – Ecômetro: instrumento visual que monitora as condições do ambiente, isto através de cores: Verde (em equilíbrio o ambiente), Amarelo ( sinal de alerta o ambiente) e Vermelho ( ambiente em total desequilíbrio).

Estrutura do Ambiente ( Continuação ) u Objetivos do processo de simulação: – Representar os resultados positivos e negativos das ações do aluno e do Ecologista – Resultado torna-se menos importante ao se observar a importância no estado cognitivo do aluno – Fornece um “Feedback” de informações incluindo todas as ações e decisões do aluno e do ecologista – Auxilia na conscientização e educação da necessidade do homem preservar o seu planeta e seu meio – A interface utiliza ilustrações e uma linguagem simples para reduzir o custo cognitivo que pode acontecer em aplicações multimídia – A análise de estratégias e suas consequências e as mudanças na maneira de selecionar e adotar a estratégia (todas elas previamente definidas) fazem o ambiente trabalhar de diferentes maneiras para fornecer a interação entre o tutor artificial e o aluno.

Figura 1: A interface do sistema

Figura 2: Distribuição dos agentes no ambiente Aluno 1 Ecologista (Agente Tutor) Elementos do cenário Aluno 2 Agente personagem 1 Agente personagem 2

ARQUITETURA DO SISTEMA u O ambiente é uma sociedade heterogênea fechada, baseada em um controle distribuído entre seus diferentes tipos de agentes; – – u u u Agentes reativos: são aqueles que sofrem as ações dos elementos poluidores e reagem conforme foram modelados; Agentes cognitivos: são aqueles que se utilizam de estratégias para agirem e possuem um conhecimento do ambiente. Estes se baseam em objetivos, tendo como principal a manutenção do equilíbrio ecológico; Esta divisão entre agentes cognitivos e reativos se dá mais por razões didáticas; A comunicação entre os agentes cognitivos e reativos é baseada na troca de mensagens, executada através de um protocolo simples: remetente / receptor (endereço) / mensagem (ações que serão executadas); O sistema trabalha com tipos de agentes cognitivos ( aluno e Ecologista) – – – Ecologista não antecipa estratégias que serão usadas, mas deve trabalhar em cooperação mútua com o aluno; Ecologista (agente tutor) é inserido no ambiente usando seu conhecimento e habilidade de controle da poluição através da ativação das ferramentas do seu personagem, recebendo informação do ambiente através de sensores; a arquitetura do agente Ecologista existem planos de ação, crenças e intenções modeladas de acordo com um critério específico: u u u planos de ação: informação coletadas de especialistas crenças: conhecimento acerca do ambiente (estado mental do agente) intenções: ações executadas

CONSIDERAÇÕES FINAIS u u u O projeto do Multi-Ecológico permitiu criar um ambiente para investigar aspectos relacionados com as técnicas de IA (SMA) e suas aplicações sob o ponto de vista pedagógico; O projeto em comparação com outros ambientes apresenta aspectos inovadores tanto na sua concepção, modelagem (uso de sistemas multiagentes) e forma de interação com o aluno; e O projeto e sua implementação envolveram um grande número de pessoas de diferentes áreas e trabalhando de forma inter e multidisciplinar.

INSTALAÇÃO u u PROJETO MULTI-ECOLÓGICO www. inf. pucrs. br/~giraffa/lucia. html u u u SEMINÁRIO www. mcc 007 allangomes. cjb. net

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS u u u GIRAFFA, Lucia M; NUNES, Maria A; VICCARI, Rosa M. Educação Ambiental suportada por um ambiente de Ensino Inteligente. Rio Grande do Sul: PUCRS, 1998. FRIGO, Luciana; POZZEBON, Eliana; BITTENCOURT, Guilherme. O papel dos agentes inteligentes nos sistemas tutores inteligentes. Santa Catarina: UFSC, 2004. HUBNER, Joni; SICHMAN, Jaime; BECERRA, Jorge. Aplicação da arquitetura de objetos distribuídos em sistemas Multi. Agentes. São Paulo: USP. Agentes Inteligentes de software, Mineo. COSTA, Marcelo T. Inteligência Artificial no ensino> Capitulo II.

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