Uma máquina de ensinar poderia facilitar a aprendizagem?
O que aconteceria se uma fusão da informática e da psicologia pudesse nos ajudar a entender melhor a forma como aprendemos? Seria possível criar uma máquina capaz de planejar aulas ideais para cada aluno? Parece que essa meta está começando a se tornar realidade graças à concepção de uma máquina de ensinar.
A maioria de nós já teve experiências em que tivemos dificuldades para aprender algo novo, mas também vivemos momentos em que aprendemos algo quase sem qualquer esforço. A aprendizagem humana é um processo complexo.
Se uma máquina pudesse nos ajudar a aprender sem esforço, além de ir adaptando esse processo às nossas características, talvez fôssemos muito mais eficazes e produtivos. Graças a uma equipe de pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison, esse sonho está cada vez mais próximo.
Diferentes professores dos departamentos de ciências da computação e psicologia educativa colaboram com o programador Xiaojin Zhu em seu projeto “a máquina de ensinar”. O objetivo é abrir novos caminhos no campo da aprendizagem.
Aprendizagem automática
A aprendizagem automática é um subcampo bem estabelecido da informática em que os especialistas desenvolvem ferramentas matemáticas para ajudar as equipes a aprender com dados e a detectar padrões. O aluno da máquina (a equipe) é como um estudante.
A máquina de ensinar utiliza cálculos matemáticos sofisticados para permitir aos pesquisadores modelar estudantes humanos reais e elaborar as melhores lições possíveis para ensiná-los. Por exemplo, a máquina pode identificar o menor número de exercícios necessários para que um determinado aluno entenda um conceito.
Embora este trabalho se encontre em suas primeiras etapas, ele tem um grande potencial para criar um impacto positivo na educação. As aplicações dessa máquina podem variar desde a individualização dos processos de ensino ou de avaliação até a ajuda de alunos com problemas e dificuldades de aprendizagem.
A máquina de ensinar: união da informática e da psicologia
Timothy T. Rogers, professor de psicologia cognitiva na Universidade de Wisconsin-Madison e um dos colaboradores de Zhu, explica como a informática e a psicologia se unem no projeto da máquina de ensinar .
Roger afirma que para que a abordagem do ensino desta máquina seja viável, é necessário um bom modelo de comportamento do aluno; isto é, é necessário entender como ele muda devido à influência de diferentes tipos de aprendizagem ou experiências práticas. Além disso, o modelo deve ser computacional e deve ser capaz de fazer previsões quantitativas sobre o comportamento do aluno.
“Em última análise, esperamos que o trabalho possa ser utilizado para ajudar professores a desenvolver planos de aula e programas de estudo que promovam a aprendizagem em uma ampla variedade de campos”, explica Rogers, citando a matemática, a ciência e a leitura como exemplos de âmbitos de aplicação.
Por outro lado, ele também insiste na importância do esforço para utilizar os modelos cognitivos de aprendizagem que possam estar influenciando os problemas do mundo real. Ele também explica que estes problemas estão obrigando os pesquisadores a fazer novos e importantes avanços na compreensão dos processos de aprendizagem em geral.
No entanto, Zhu disse que, apesar de esta ideia ser conceitualmente simples, é muito difícil de aplicar no mundo real, o que a torna um grande problema.
A relação entre informática e psicologia
Tanto a psicologia quanto a informática são disciplinas científicas que focam em identificar as características particulares do tratamento da informação, uma no ser humano e outra na construção de uma ferramenta capaz de emular o funcionamento do cérebro: o computador.
Por outro lado, a psicologia se distingue por ter várias áreas ou abordagens de estudo, sendo a psicologia cognitiva a mais próxima da informática. Trata-se da abordagem que se concentra em saber quais são os processos a partir dos quais adquirimos o conhecimento sobre o mundo, nos tornamos conscientes do ambiente e dos resultados que obtemos.
Além disso, do ponto de vista da psicologia cognitiva, o interesse se concentra em entender o funcionamento e a natureza dos sistemas inteligentes, humanos ou artificiais. Por essa razão, propõe-se uma analogia entre a mente e o computador. No entanto, a semelhança entre os dois é bastante óbvia.
Assim, pesquisadores sobre o assunto e sobretudo aqueles focados na inteligência artificial tentam transferir para o computador as ideias, crenças e hipóteses sobre como a mente funciona. Da mesma forma, os psicólogos desse ramo usam o modelo do computador para definir suas hipóteses e interpretações teóricas.
Como vemos, a informática e a psicologia estão intimamente relacionadas com o objetivo de conhecer mais profundamente os meandros do funcionamento da mente humana. Uma relação que, sem dúvida, dará o que falar e que pode contribuir muito para o progresso tecnológico, pessoal e social.