PRED-INTER: automatic prediction of pedagogical interventions
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00238 https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/14652 |
Resumo: | Acompanhar estudantes em ambiente virtual de aprendizagem para verificar quem necessita de ajuda é uma tarefa que demanda bastante tempo. Considerando que em muitos casos o número de alunos por tutor é elevado, essa tarefa acaba se tornando inviável. Durante a pesquisa foram encontrados trabalhos que auxiliam tutores, porém muitas abordagens utilizam dados que estão vinculados ao ambiente virtual de aprendizagem ou ao curso, o que dificulta encontrar uma solução genérica. Portanto, este trabalho busca preencher essa lacuna propondo contribuir para a detecção automática de intervenção pedagógica, colaborando para minimizar problemas durante o processo de ensino aprendizagem on line. Foi projetada uma arquitetura para gerar automaticamente intervenções pedagógicas, identificando atributos implícitos presentes nas mensagens de alunos postadas através de interações no ambiente virtual de aprendizagem. Com base nos atributos sentimento, urgência e confusão é possível inferir como o aluno estava se sentindo ao postar a mensagem. São então aplicadas regras semânticas que selecionam a intervenção pedagógica adequada para atender o aluno. A dissertação traz três contribuições principais, a primeira é a arquitetura chamada PRED-INTER, desenvolvida para funcionar de maneira autonoma realizando intervenções pedagógicas. Segunda, desenvolvemos modelos preditivos que realizam a classificação dos atributos automaticamente, detectando sentimento, confusão e urgência nas mensagens de alunos. Os modelos foram treinados e avaliados, através de duas diferentes abordagens de deep learning, utilizando os dados do Stanford MOOCPosts Dataset. Terceira, foi desenvolvida uma ontologia capaz de armazenar as postagens dos alunos e seus atributos, que atravez das regras semânticas, detecta a intervenção pedagógica mais adequada. A avaliação da proposta foi feita através das análises dos modelos de classificação textual e da capacidade de identificar as intervenções pedagógicas. Os resultados alcançados pelos modelos gerados são bastante competitivos em comparação a outros trabalhos. Baseando-se no quantitativo de intervenções pedagógicas identificadas os resultados foram satisfatórios, pois mostram que é possível automatizar grande parte das intervenções, mantendo o suporte a alunos e tutores. |
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Considerando que em muitos casos o número de alunos por tutor é elevado, essa tarefa acaba se tornando inviável. Durante a pesquisa foram encontrados trabalhos que auxiliam tutores, porém muitas abordagens utilizam dados que estão vinculados ao ambiente virtual de aprendizagem ou ao curso, o que dificulta encontrar uma solução genérica. Portanto, este trabalho busca preencher essa lacuna propondo contribuir para a detecção automática de intervenção pedagógica, colaborando para minimizar problemas durante o processo de ensino aprendizagem on line. Foi projetada uma arquitetura para gerar automaticamente intervenções pedagógicas, identificando atributos implícitos presentes nas mensagens de alunos postadas através de interações no ambiente virtual de aprendizagem. Com base nos atributos sentimento, urgência e confusão é possível inferir como o aluno estava se sentindo ao postar a mensagem. São então aplicadas regras semânticas que selecionam a intervenção pedagógica adequada para atender o aluno. A dissertação traz três contribuições principais, a primeira é a arquitetura chamada PRED-INTER, desenvolvida para funcionar de maneira autonoma realizando intervenções pedagógicas. Segunda, desenvolvemos modelos preditivos que realizam a classificação dos atributos automaticamente, detectando sentimento, confusão e urgência nas mensagens de alunos. Os modelos foram treinados e avaliados, através de duas diferentes abordagens de deep learning, utilizando os dados do Stanford MOOCPosts Dataset. Terceira, foi desenvolvida uma ontologia capaz de armazenar as postagens dos alunos e seus atributos, que atravez das regras semânticas, detecta a intervenção pedagógica mais adequada. A avaliação da proposta foi feita através das análises dos modelos de classificação textual e da capacidade de identificar as intervenções pedagógicas. Os resultados alcançados pelos modelos gerados são bastante competitivos em comparação a outros trabalhos. Baseando-se no quantitativo de intervenções pedagógicas identificadas os resultados foram satisfatórios, pois mostram que é possível automatizar grande parte das intervenções, mantendo o suporte a alunos e tutores.Accompanying students in a learning management system to verify who needs help is a task that demands a lot of time. Considering that, in many cases, the number of students per tutor is high, this task ends up becoming unfeasible. During the research, we found works that help tutors with their job, but many approaches use data linked to the learning management systems or courses, making it difficult to find a generic solution. This work seeks to fill a gap by proposing to contribute to the automatic detection of pedagogical intervention, which ends up helping to minimize problems during the virtual learningteaching process. An architecture was designed to identify pedagogical interventions automatically. The architecture recognizes implicit attributes present in student messages posted through interactions in the learning management systems. Then, based on the attributes sentiment, confusion, and urgency, it is possible to infer how the student was feeling when the message was posted. After that, it applies semantic rules that select the appropriate pedagogical intervention for the student. The dissertation brings three main contributions. First, the architecture named PRED-INTER was developed to carry out pedagogical interventions autonomously. Then we developed predictive models that automatically classify the attributes, being capable of detecting sentiment, confusion, and urgency in student’s messages. The models were trained and evaluated using two different deep learning approaches, with data from the Stanford MOOCPosts Dataset. Finally, an ontology capable of storing students’ posts and their attributes was also developed, which, through semantic rules, detects the suitable pedagogical intervention. The evaluation of the proposal was made through the analysis of textual classification models and the ability to identify pedagogical interventions. The results proved to be reasonable, as the generated models are competitive compared to other works. Based on the number of pedagogical interventions identified, the results were satisfactory, as they showed that it is possible to automate most of the interventions, maintaining support for students and tutors.engUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Ciência da ComputaçãoUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências Exatashttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOIntervenção pedagógicaClassificação automática de textoRegras semânticaPedagogical interventionAutomatic text classificationSemantic rulesPRED-INTER: automatic prediction of pedagogical interventionsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8914https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14652/2/license_rdf4d2950bda3d176f570a9f8b328dfbbefMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14652/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ORIGINALdiegorossi.pdfdiegorossi.pdfapplication/pdf6504616https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14652/1/diegorossi.pdf9f4d6f5c00b31556d7fd5d2d0e50d790MD51TEXTdiegorossi.pdf.txtdiegorossi.pdf.txtExtracted texttext/plain136241https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14652/4/diegorossi.pdf.txtb9a65c1f253b798ebd1e1521aaaa0e45MD54THUMBNAILdiegorossi.pdf.jpgdiegorossi.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1130https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/14652/5/diegorossi.pdf.jpgdcf12f69bd2bf211d45e8f128ffc5d2bMD55ufjf/146522022-11-23 12:58:34.89oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2022-11-23T14:58:34Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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