Uma máquina de ensino poderia facilitar o aprendizado?

O que aconteceria se uma fusão de ciência da computação e psicologia pudesse nos ajudar a entender mais sobre como aprendemos? Seria possível criar uma máquina capaz de planejar lições ideais para cada aluno?? Parece que esse objetivo começa a se tornar realidade graças ao design de uma máquina de ensino.

A maioria de nós teve experiências nas quais lutamos para aprender algo novo, mas também experimentamos momentos em que aprendemos algo quase sem esforço.. A aprendizagem humana é um processo complexo.

Se uma máquina nos ajudasse a aprender sem esforço e também adaptássemos esse processo às nossas características, talvez fôssemos muito mais eficientes e produtivos. Graças a uma equipe de pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison, esse sonho está se aproximando.

Diferentes professores dos departamentos de ciência da computação e psicologia educacional colaboram com o cientista da computação Xiaojin Zhu em seu projeto "a máquina de ensino". O objetivo é abrir novos caminhos no campo da aprendizagem. 

"Minha esperança é que a máquina de ensino tenha um impacto no mundo educacional", diz Zhu. "Isso nos dará ótimas lições personalizadas para verdadeiros estudantes humanos".

Aprendizado de máquina

O aprendizado de máquina é um subcampo bem estabelecido da ciência da computação, no qual especialistas desenvolver ferramentas matemáticas para ajudar as equipes a aprender com dados e detectar padrões. O aluno da máquina (a equipe) é como um estudante.

O objetivo da máquina de ensino é o desenvolvimento de modelos que serão úteis no futuro ao tentar lidar com grandes conjuntos de dados, muitas vezes difíceis de gerenciar..

A máquina de ensino usa matemática sofisticada para permitir que os pesquisadores modelem estudantes humanos reais e criem as melhores lições possíveis para ensiná-los.. Por exemplo, a máquina poderia identificar o menor número de exercícios necessários para um aluno em particular entender um conceito.

Embora este trabalho ainda esteja em seus estágios iniciais, ele tem um imenso potencial para impactar a educação. As aplicações desta máquina podem ir desde a individualização dos processos de ensino ou avaliação, até a ajuda de alunos com problemas e dificuldades de aprendizagem.. 

A máquina de ensino: união da informática e psicologia

Timothy T. Rogers, professor de psicologia cognitiva na Universidade de Wisconsin-Madison e um dos colaboradores de Zhu, explica como ciência da computação e psicologia se unem no projeto da máquina de ensino.

Roger diz que Para que a abordagem de ensino desta máquina seja viável, é necessário um bom modelo de comportamento do aluno; isto é, é necessário entender como isso muda devido à influência de diferentes tipos de aprendizado ou experiências práticas. Além disso, o modelo tem que ser computacional e deve ser capaz de fazer previsões quantitativas sobre o comportamento do aluno.. 

"Finalmente, esperamos que o trabalho pode ser usado para ajudar os professores a desenvolver planos e programas de estudo que promovem a aprendizagem em uma ampla variedade de campos ", explica Rogers, citando matemática, ciências e leitura como exemplos de áreas de aplicação. 

Por outro lado, também insiste na importância do esforço para usar modelos cognitivos de aprendizagem que possam estar influenciando problemas do mundo real. E que eles também estão forçando os pesquisadores a fazer novos e importantes avanços na compreensão dos processos de aprendizagem em geral.. 

No entanto, Zhu diz que, embora esta ideia seja conceitualmente simples, é muito difícil de aplicar no mundo real, uma vez que é um grande problema..

A relação entre informática e psicologia

Tanto a psicologia quanto a ciência da computação são disciplinas científicas que se concentram identificar as características particulares do processamento da informação, um no ser humano e outro na construção de uma ferramenta capaz de emular o funcionamento do cérebro: o computador.

Por outro lado, a psicologia distingue-se por ter várias áreas ou abordagens de estudo, sendo psicologia cognitiva o mais próximo de computação. Este é o foco que se concentra em saber quais são os processos a partir dos quais obtemos conhecimento sobre o mundo, nos tornamos conscientes do ambiente e dos resultados que obtemos.

Além disso, da psicologia cognitiva, o interesse está focado na compreensão do funcionamento e da natureza de sistemas inteligentes, humanos ou artificiais. Por esta razão, o analogia entre a mente e o computador. No entanto, a semelhança entre os dois é bastante óbvia. Assim, pesquisadores sobre o assunto e especialmente aqueles focados na inteligência artificial tentam transferir idéias, crenças e hipóteses sobre como a mente funciona para o computador. Da mesma forma, os psicólogos neste campo utilizam o modelo computacional para realizar suas hipóteses e interpretações teóricas..

Como vemos, ciência da computação e psicologia estão intimamente relacionados com o objetivo de conhecer mais profundamente os meandros do funcionamento da mente humana. Uma relação que, sem dúvida, terá que falar e que pode contribuir muito para o progresso tecnológico, pessoal e social.

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