Mafint : Modelo Afetivo de Intervenção Tutorial a partir da identificação do erro do aprendiz em sistemas tutores inteligentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Soelaine
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/70655
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Andrey Ricardo Pimentel
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spelling Rodrigues, SoelainePimentel, Andrey Ricardo, 1965-Gottardo, Ernani, 1977-Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Informática2021-12-16T11:13:27Z2021-12-16T11:13:27Z2021https://hdl.handle.net/1884/70655Orientador: Prof. Dr. Andrey Ricardo PimentelCoorientador: Prof. Dr. Ernani GottardoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 12/01/2021Inclui referências: p.110-120Área de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: Os Sistemas Tutores Inteligentes (STI) sao ambientes que possuem a capacidade de adaptar-se as caracteristicas de cada aprendiz e assim, prover instrucoes imediatas e personalizadas aos aprendizes, tanto em conteudo como na forma. Essa personalizacao pode considerar varios aspectos, como a interacao, o nivel de conhecimento, o erro e o estado afetivo do aprendiz para aperfeicoar as estrategias de ensino. Uma das estrategias e a possibilidade de apresentar intervencoes tutoriais ao verificar um erro cometido na resolucao de um exercicio, ou ao detectar que o aprendiz se encontra desmotivado ou frustrado, e a partir dessa informacao aprimorar os metodos de ensino com o objetivo de melhorar o desempenho e o nivel de conhecimento adquirido pelo aprendiz. Neste sentido, esta pesquisa apresenta um modelo, denominado MAFint, que permite a apresentacao automatica de intervencoes tutoriais a partir da identificacao do tipo de erro matematico cometido pelo aprendiz, alem de inferir o seu estado afetivo. O erro e identificado a partir de uma classificacao de erros matematicos, e a inferencia do estado afetivo e realizada por meio da expressao facil, utilizando uma abordagem de representacao das emocoes relacionadas a aprendizagem em quadrantes. Com o objetivo de validar o modelo apresentado, foram realizados tres experimentos: Piloto, Experimento 1 (E1) e Experimento 2 (E2), em ambiente de aprendizagem real com aprendizes do quinto ano do ensino fundamental. Para a realizacao dos experimentos, o modelo foi implementado em um jogo sobre fracoes na area de matematica. O experimento Piloto possibilitou testar o jogo de fracoes e todo o arcabouco, e assim analisar e aperfeicoar os instrumentos e procedimentos de pesquisa para os proximos experimentos (E1 e E2). Os resultados do experimento E1 apontaram um conjunto de intervencoes tutoriais, associadas aos erros cometidos pelos aprendizes, que contribuiram para a resolucao dos exercicios, alem de favorecerem uma maior ocorrencia de mudanca de estados afetivos positivos. Os resultados do experimento E2, com Grupo de Controle (GC) e Grupo Experimental (GE), indicaram que houve um maior desempenho dos aprendizes do GE em relacao ao GC. Essa diferenca sinaliza que as intervencoes tutoriais especificas apresentadas aos aprendizes do GE os auxiliaram a obter um melhor resultado no pos-teste. Os resultados apresentados indicam que as intervencoes tutoriais contribuem para uma melhora no desempenho, alem de favorecer um maior engajamento e motivacao dos aprendizes. Palavras-chave: Intervencao Tutorial. Tipo de Erro. Estado Afetivo. Sistemas Tutores Inteligentes. Ambiente Virtual de Aprendizagem.Abstract: Intelligent Tutoring Systems (ITS) are environments that can adapt to each learner's characteristics and thus provide immediate and personalized instructions to learners, both in content and in form. This personalization can consider several aspects, such as the interaction, the level of knowledge, the error, and the learner's affective state to improve the teaching strategies. One of the strategies is presenting tutorial interventions when verifying an error made in solving an exercise, or when detecting that the learner is unmotivated or frustrated, and from that information, improve teaching methods to improve performance and level of knowledge acquired by the learner. In this sense, this research presents a model, called MAFint, that allows the automatic presentation of tutorial interventions from the identification of the type of mathematical error committed by the learner, in addition to inferring his affective state. The error is identified from a classification of mathematical errors, and the inference of the affective state is performed through facial expression, using an approach of the representation of the emotions related to learning in quadrants. To validate the presented model, three experiments were carried out: Pilot, Experiment 1 (E1), and Experiment 2 (E2), in a real learning environment with learners from the fifth year of elementary school. To carry out the experiments, the model was implemented in a game about fractions in mathematics. The Pilot experiment made it possible to test the fraction game and the whole framework and analyze and improve the research instruments and procedures for the next experiments (E1 and E2). The E1 experiment results pointed out a set of tutorial interventions, associated with the errors made by the learners, which contributed to the resolution of the exercises, in addition to favoring a greater occurrence of change in positive affective states. The E2 experiment results, with the Control Group (CG) and the Experimental Group (GE), indicated that there was a greater performance of the GE learners in relation to the CG. This difference signals that the specific tutorial interventions presented to GE learners helped them obtain a better post-test result. The results presented indicate that tutorial interventions contribute to an improvement in performance and favoring greater engagement and motivation of learners. Keywords: Tutorial Intervention. Type of Error. Affective State. Intelligent Tutoring Systems. Virtual Learning Environmentt.1 arquivo (129 p.) : PDF.application/pdfSistemas tutoriais inteligentesProgramação de sistema (Computador)Ciência da ComputaçãoMafint : Modelo Afetivo de Intervenção Tutorial a partir da identificação do erro do aprendiz em sistemas tutores inteligentesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - SOELAINE RODRIGUES ASCARI.pdfapplication/pdf8109241https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/70655/1/R%20-%20T%20-%20SOELAINE%20RODRIGUES%20ASCARI.pdff3237483efbab627b70a929bb879823dMD51open access1884/706552021-12-16 08:13:28.051open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/70655Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-12-16T11:13:28Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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