Parte I: Introducción Teórica

1. La Inteligencia Artificial al Servicio
de la Construcción de Sistemas
Educacionales Virtuales y
Adaptativos
Parte I: Introducción Teórica
Masun Nabhan Homsi, PhD
Prof. Agregado
Departamento de Computación y Tecnología de la
Información
mnabhan@usb.ve

2. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Introducción
Introducción
Ingeniería
del
Conocimien
to
Interacción
hombre-
máquina
Inteligencia
Artificial
Psicopedagog
ía
psicología
cognitiva
Adaptive and
Intelligent
Web- Based
Educational
Systems
AIWBES
Ingeniería del
Conocimiento :
La ingeniería del conocimiento es
aquella disciplina moderna que forma parte
de la Inteligencia Artificial y cuyo fin es el
diseño y desarrollo de Sistemas Expertos .
Para esto, se apoya en metodologías
instruccionales y en las ciencias de
la computación y de las tecnologías de la
información, intentando representar el
conocimiento y razonamiento humanos en
un determinado dominio, dentro de un
sistema artificial.
Psicología Cognitiva
La psicología cognitiva es
la psicología que se encarga del
estudio de la cognición; es decir, de
los procesos mentales implicados en
el conocimiento. Tiene como objeto de
estudio los mecanismos básicos y
profundos por los que se elabora el
conocimiento, desde la percepción,
la memoria y el aprendizaje, hasta la
formación de conceptos y
razonamiento lógico.
Inteligencia Artificial
“El estudio de como hacer computadoras
que hagan cosas que, de momento, la
gente hace mejor” (Rich y Knight, 1991)
“El esfuerzo por hacer a las computadoras
pensar ... máquinas con mentes en
el sentido amplio y literal” (Haugeland,
1985)
“Un campo de estudio que busca explicar
y emular el comportamiento inteligente
en términos de procesos computacionales”
(Schalkoff, 1990)
Interacción Hombre Máquina
es la disciplina que estudia el
intercambio de información entre las
personas y los computadores. Ésta se
encarga del diseño, evaluación e
implementación de los aparatos
tecnológicos interactivos, estudiando el
mayor número de casos que les pueda
llegar a afectar. El objetivo es que el
intercambio sea más eficiente: minimizar
errores, incrementar la satisfacción,
disminuir la frustración y, en definitiva,
hacer más productivas las tareas que
rodean a las personas y los
computadores.
Psicopedagogía
una disciplina que estudia los
comportamientos humanos en
situación de aprendizaje, como
son: problemas en el aprendizaje
y orientación vocacional.

3. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Objetivos
• Objetivo General
– Saber como se construye un Sistema Educacional
Virtual y Adaptativo utilizando la Inteligencia Artificial.
• Objetivos Específicos
– Familiarizar al participante con los conceptos básico de
los sistemas inteligentes y adaptativos en la educación,
sus estructuras, sus tipos y sus generaciones.
– Presentar la estructura general de sistemas
educacionales virtuales y adaptativos.
– Mostar las técnicas de inteligencia artificial usadas en la
construcción de cursos virtuales y adaptativos.
– Presentar las herramientas que ayudan a la construcción
de sistemas educacionales virtuales y adaptativos.
Objetivos

4. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Objetivos
• Objetivos Específicos
– Utilizar herramientas del autor para la construcción
de sistemas educacionales virtuales y adaptativos.
– Comparar entre los cursos tradicionales y los
sistemas educacionales virtuales y adaptativos.
– Discutir la necesidad del uso de estos sistemas en
la educación media y superior en Venezuela.
Objetivos

5. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Motivación
• La información almacenada en los
recursos y materiales educativos
colgados en la red es muy
heterogénea. Con el objetivo de
adaptar la información a cada
usuario y realizar
recomendaciones apropiadas
surgió la “Hipermedia
Adaptativa”.
Motivación

6. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Motivación
• El contenido de los cursos virtuales tradicionales se
presenta en forma secuencial o ramificada sin tomar
en cuenta el perfil del estudiante y su conocimiento
previo de la materia esto hace que a veces se pierde
en el espacio del contenido sin llegar a sus metas, ni
tampoco no logre cubrir todos los objetivos de
aprendizaje propuestos por el profesor. Aquí surge la
importancia del uso de las TICs que emplea las
técnicas de inteligencia artificial en la construcción
de cursos virtuales, para ayudar al estudiante a tener
un maestro implícito que le ayude detectar las lagunas
de su conocimiento y presentar el contenido adaptado
a su nivel de conocimiento y estilo de aprendizaje.
Motivación

7. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Aprendizaje y sus Teorías
• El aprendizaje puede ser concebido como un medio
usado por las personas para modificarse.
Internamente, a través de cambios en las estructuras
mentales. Conocimientos, reglas, principios, formas de
pensar, actitudes. Externamente, a través de cambios
en el comportamiento. Habilidades motoras,
desempeño de roles, interacción social. Se trata de un
proceso de modificación y combinación de estructuras
cognitivas y la información obtiene el status de materia
prima de la que es hecha el aprendizaje.
Aprendizaje
y sus teorías

8. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Aprendizaje y sus Teorías
• LA TEORIA CONDUCTISTA
– un cambio relativamente permanente en
el comportamiento, que refleja una
adquisición de conocimientos o
habilidades a través de la experiencia.
Aprendizaje
y sus teorías

9. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Aprendizaje y sus Teorías
• LA TEORIA COGNITIVA
– Es un proceso interno y dinámico por el
cual se cambian las estructuras
cognitivas de los espacios vitales a
través de experiencias o cuando se
cambian las valencias motivacionales.Aprendizaje
y sus teorías

10. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Aprendizaje y sus Teorías
• El COSTRUCTIVISMO
– Es una teoría que equipara el aprendizaje con
la creación de significados a partir de
experiencias. La tarea del profesor cosiste en
crear situaciones de aprendizaje para que el
alumno construya el conocimiento a través de
la actividad. Se asocia a aprendizaje por
descubrimiento.
Aprendizaje
y sus teorías

11. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Aprendizaje y sus Teorías
• SOCIO-CONSTRUCTIVISMO
– los aprendizajes como un proceso personal de
construcción de nuevos conocimientos a partir
de los saberes previos (actividad instrumental),
pero inseparable de la situación en la que se
produce. El aprendizaje es un proceso que está
íntimamente relacionado con la sociedad.
Aprendizaje
y sus teorías

12. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Enseñanza y sus Teorías
• La enseñanza es una actividad realizada
conjuntamente mediante la interacción de cuatro
elementos: uno o varios profesores o docentes o
facilitadores, uno o varios alumnos, el objeto de
conocimiento, y el entorno educativo o mundo
educativo que pone en contacto a profesores y
alumnos.
• La enseñanza es el proceso de transmisión de una
serie de conocimientos, técnicas, normas, y/o
habilidades, basado en diversos métodos, realizado a
través de una serie de instituciones, y con el apoyo de
una serie de materiales.
Enseñanza
y sus teorías

13. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Enseñanza y sus Teorías
• Aprendizaje por descubrimiento
(Jerome S. Brunner)
– Proceso de construcción de nuevas ideas basadas
en el conocimiento anterior. Los estudiantes son
motivados a descubrir los hechos, por ellos
mismos y a construir continuamente a partir de lo
que ya saben.
– El aprendiz es activo construyendo nuevas ideas
sobre la base de un conocimiento previo.
– El maestro presenta todas las herramientas al
alumnos para que el descubra por si mismo lo que
desea aprender.
Enseñanza
y sus teorías

14. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Enseñanza y sus Teorías
• TEORÍA SISTEMATICA
(Robert Gagné)
– Existe en ella una unión importante entre
conceptos y variables del conductismo y
el cognoscitivismo.
– A partir de esto, Gagné considera que
deben cumplirse, al menos, diez funciones
en la enseñanza para que tenga lugar un
verdadero aprendizaje :
Enseñanza
y sus teorías

15. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Enseñanza y sus Teorías
• TEORÍA SISTEMATICA
– Estimular la atención y motivar.
– Dar información sobre los resultados esperados
(los objetivos del aprendizaje).
– Estimular el recuerdo de los conocimientos y
habilidades previas, esenciales y relevantes.
– Presentar el material a aprender.
– Guiar y estructurar el trabajo del aprendiz.
– Provocar la respuesta.
– Proporcionar feedback.
– Promover la generalización del aprendizaje.
– Facilitar el recuerdo.
– Evaluar la realización.
Enseñanza
y sus teorías

16. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Estilos de Aprendizaje
• Estilo de aprendizaje:
– se refiere al hecho de que cada
persona utiliza su propio método o
estrategias para aprender.
Estilos de Aprendizaje

17. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Modelos de Estilos de Aprendizaje
• Modelo de los cuadrantes cerebrales
de Herrmann.
• Modelo de Kolb.
• Modelo de Felder y Silverman.
Estilos de Aprendizaje

18. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Modelo de los cuadrantes cerebrales de
Herrmann
• Este modelo que se inspira en los
conocimientos del funcionamiento
cerebral.
Estilos de Aprendizaje

19. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Modelo de Kolb
Estilos de Aprendizaje

20. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Modelo de Felder y Silverman
Estilos de Aprendizaje

21. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Web and
Semantic
AIWBES
Adaptive &
Intelligent Web-
Based
Educational
System
(AIWBES)
Intelligent
Tutoring System
(ITS)
Inteligencia Artificial
• Enseñanza Asistida por Computadoras (IntelligentComputer
Assisted – Instruction ICAI)
• Los Sistemas Tutoriales Inteligentes (IntelligentTutoring System)
• Sistemas educacionales Adaptativos e inteligentes
(Adaptive and IntelligentWeb – Based Educational System)
• AIWBES & Semantic Web
Inteligencia Artificial
Computer
Assisted
Instruction+AI
(CAI+AI)
1era Generación
Hasta los años
70
2da Generación
Los 80 hasta al
comienzo de los
90
3ra. Generación
Afinales de los
90 hasta 2010
3ta. Generación
Afinales de los
10 hasta hoy

22. Introducción
Objetivos
Motivación
Aprendizaje
Enseñanza
Estilos de Aprendizaje
Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial
• Enseñanza asistida por computadora
• es un tipo de programa educativo diseñado para servir como
herramienta de aprendizaje (en inglés,Computer-Aided
Instructiono Computer-Assisted Instruction,CAI). Los
programas EAO utilizan ejercicios y sesiones de preguntas y
respuestas para presentar un tema y verificar su comprensión
por parte del estudiante, permitiéndole también estudiar a su
propioritmo. Los temas y la complejidad van desde
aritmética para principiantes hasta matemáticas avanzadas,
ciencia, historia, estudios de informática y materias
especializadas.
Inteligencia Artificial