Sistemas tutores inteligentes

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Un sistema tutor inteligente actúa como un tutor particular del estudiante, por lo que debe poseer libertad para actuar de acuerdo a las necesidades del estudiante. Se debe diseñar un sistema adaptable de acuerdo a los conocimientos previos y a la capacidad de evolución de cada estudiante.

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Sistemas tutores inteligentes

  1. 1. Sistemas Tutores inteligentes
  2. 2. IntroducciónHoy en día las nuevas tecnologías de información y comunicación ofrecen al ámbitoeducativo las condiciones necesarias para apoyar las labores de docencia einvestigación, actualmente se hace más fácil construir y hacer uso de materiales deapoyo didáctico, desde libros electrónicos, sistemas tutoriales hasta ambientesvirtuales orientados a la investigación de los procesos educativos.Los Sistemas Tutoriales Inteligentes se originaron en el momento que la InteligenciaArtificial (IA) estaba trabajando en el trascendente objetivo de imitar la inteligencianatural mediante la creación de maquinas que pensaran como los humanos. Losinvestigadores se toparon con problemas intratables cuando intentaron alcanzar estameta.Estos sistemas computacionales se caracterizan por poseer el material instruccionalseparado de la especificación de cómo y cuando puede ser usado y reusado de maneramúltiple. El sistema consta de cuatro modelos principales para representar y manipularel dominio, el comportamiento del estudiante, el conocimiento pedagógico apropiadoy el modelo didáctico
  3. 3. DEFINICIONLos sistemas tutoriales inteligentes (STI) son unanueva forma de programas para adelantarInstrucción Apoyada por Computador (IAC) conherramientas de Inteligencia Artificial (IA). Sufinalidad es tratar de simular un maestro experto,no solamente en su dominio de un área deconocimiento sino también en su pedagogía ycomunicación con el alumno. Su desarrolloimplica manejo completo e inteligente delconocimiento de la materia, de pedagogía y demodelaje del alumno.
  4. 4. Los módulos de los cuales se compone son:Módulo tutor es quien define y aplica una estrategia pedagógica de enseñanza, contiene losobjetivos a ser alcanzados y los planes utilizados para alcanzarlos. Selecciona los problemas,monitorea el desempeño, provee asistencia y selecciona material de aprendizaje para el estudiante.Módulo estudiante tiene por objetivo realizar el diagnóstico cognitivo del alumno, y el modelado delmismo para una adecuada retroalimentación del sistema. Este se compone de los siguientessubmodulosEstilos de aprendizaje. Esta compuesto por las bases de datos de los estilos de aprendizajedisponibles en el sistemaEstado de conocimientos. Contiene el mapa de conocimientos obtenidos a partir del módulo dedominio y que el actualizador irá modificando a partir de los resultados obtenidos a partir de losdatos enviados del módulo tutorPerfil psico-sociológico del estudiante. Para determinar el perfil del estudiante utilizando losresultados obtenidos en las evaluaciones efectuadas por el módulo tutorMódulo Dominio tiene el objetivo global de almacenar todos los conocimientos dependientes eindependientes del campo de aplicación del STI
  5. 5. Funcionamiento de un STILos STI suelen basar su funcionamiento en un plan instruccional que dirige la sesión de enseñanza. Podemosorganizar el plan instruccional en diferentes niveles: el primero de los niveles está constituido por una secuencia de“unidades básicas de aprendizaje” que representan los elementos en los que se organiza el conocimiento del dominio;el segundo nivel está constituido por una secuencia de “objetivos conceptuales” asociadas a estas unidades deaprendizaje, que son las habilidades y capacidades cognitivas que el sistema planea que el alumno debe conseguir a lolargo de la sesión; en el tercer nivel lo constituyen los “procesos cognitivos” que se corresponden con las actividadesmentales que deben ocurrir en el alumno; el cuarto nivel incluye los “eventos instruccionales”, que son las condicionesexternas que se han de dar para que se produzca el aprendizaje; el último nivel incluye las “acciones instruccionales”que se corresponden con las acciones que el alumno/sistema llevan a cabo a lo largo de las sesiones de aprendizaje. El ciclo general de funcionamiento de los STI es el siguiente: una vez que el sistema identifica al usuario, el ModeloDidáctico activa el Modelo del Alumno correspondiente para organizar una secuencia sesión de enseñanza adaptada almismo. El Modelo Didáctico construye un plan de sesión para dicho alumno consultando el Modelo Pedagógico y elModelo del Alumno. Del Modelo Pedagógico se obtienen los conceptos a enseñar y en el Modelo del Alumno seconsultan tanto el conocimiento que el sistema supone que tiene el alumno como sus preferencias en cuanto al estilode enseñanza. El plan instruccional a seguir se realiza en base a los objetivos conceptuales que el sistema pretendeconseguir teniendo en cuenta el conocimiento y estilo de aprendizaje del alumno. Además, el plan contiene unasecuencia de tareas de enseñanza que llevarán a la consecución de los objetivos propuestos. El Modelo Didácticodirigirá a la Interface que pondrá en práctica las tareas planificadas, que pueden ser de demostración, explicación,refuerzo, motivación o evaluación, concretándolas a través de actividades o ejercicios que se suministran al alumno.Según se va desarrollando el plan, el propio Modelo Didáctico, recibe, monitoriza, diagnostica y evalúa las respuestasdel alumno usando el conocimiento sobre el dominio y sobre el alumno. Si tras la evaluación, el Modelo Didácticoencuentra que el rendimiento del alumno no es el esperado o que éste requiere diferentes contenidos, replanifica elplan instruccional para adaptarlo a las nuevas condiciones, en otro caso continúa con el plan preestablecido.
  6. 6. De acuerdo a los objetivos de enseñanza de los STI podemos distinguir dos categorías: a) Simuladores y entornos realistas de aprendizaje y b) Tutores, donde lo que pretenden es que el alumno adquiera un tipo de conocimiento relacionado con el tema que se está estudiando y que el alumno logre habilidades y destrezas procedimentales relacionadas a este tema. Sin embargo, de acuerdo a la perspectiva cognitiva (estado en la adquisición de las habilidades y destrezas asociadas a un objetivo deTipos de STIs enseñanza) podemos categorizar a los STI en diferentes generaciones: a) 1ª generación: Constraint Based Tutors (Tutores basados en restricciones): Se centran en el estado de la interface, en relación a la información que se muestra/oculta, gráficos, ayudas, etc. Ej. SQL-Tutor b) 2ª generación: Model-Tracing Tutors / Cognitive Tutors (Tutores basados en modelos cognitivos). Se centran en las acciones del estudiante y las reglas que generan la solución correcta a una tarea propuesta basada en un modelo mental del estado cognitivo (y de la memoria de trabajo) del alumno. Ej. PAT- Cognitive Tutor Algebra Course c) 3ª generación: Dialogue Based Tutors (Tutores basados en diálogo- lenguaje natural): Se centran en la comunicación con el alumno a través del dialogo. Las ayudas, las explicaciones a los ejercicios, críticas y discusiones sobre un tema o problema se realizan por medio del dialogo entre el sistema y el alumno. Ej Andes/Atlas ; Ms. Lindquist, CATO, …
  7. 7. conclusionesLas características de las redes modernas y de las aplicaciones que las utilizan permiten diseñar STI más flexibles quelos primitivos centrado en la Web. De este modo, se puede plantear una estructura distribuida de un STI de acuerdo alos módulos básicos definidos para un STI (Figura 2) de dos maneras:a) Una forma es donde todos los módulos se hallen en uno ó más servidores y el cliente solo tenga la interfacede acceso de forma parecida a los sistemas basados en la Web, donde solo se tenía la interface del explorador deInternet y los contenidos estaban restringidos a las posibilidades de visualización de cada navegador yb) Otra forma es donde además de la interface se tiene una parte de los módulos en el cliente. Esta formaresulta más eficiente ya que permite minimizar el tráfico de información en la red y puede aumentar la eficiencia en elprocesamiento de los datos en el cliente, disminuyendo así la carga en los servidores.Si bien los primeros STI utilizaban una interface soportada por cualquier explorador, no requerían ninguna instalaciónde componentes en el servidor central (host) en el que se va a utilizar el mismo lo que los convertía enmultiplataforma como ventaja adicional.Con el tiempo se vio que una forma más flexible sería disponer de algunos módulos en el servidor y otros en el cliente,reduciendo la transferencia de datos y utilizando el poder computacional del host del usuario.Un tercer caso es aquel donde todos los componentes están en el cliente, pero los resultados se actualizan en unservidor remoto que sólo funciona como repositorio de información para el módulo evaluador y para que los docentespuedan consultar sobre el estado y los avances de cada uno de sus estudiantes.En esta comunicación se presentaron los dos esquemas de STI posibles para una arquitectura distribuida dondemuchas de las partes pueden modificar su posición, pero estos cambios se deben efectuar a la luz de las tecnologíasimplementadas a fin de optimizar los recursos disponibles.
  8. 8. Referenciaswww.google.com.cowww.ufrgs.br/niee/eventos/RIBIE/2004/breve/breves1236-1245.pdfwww.virtualeduca.info/.../91/Modelo%20STI%20Internet.doc

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