PERSONALIZACIÓN EN SISTEMAS DE APRENDIZAJE COLABORATIVO PROPUESTA DE TESIS DOCTORAL PERSONALIZACIÓN EN SISTEMAS DE APRENDIZAJE COLABORATIVO Autor: Elena B. Durán Directora: Dra. Analía Amandi UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DE LA PROVINCIA DE BUENOS AIRES FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS PhD en Ciencias de la Computación Workshop IA en Educación - 2006

MOTIVACIÓN FENÓMENO PROBLEMA NECESIDAD El comportamiento de los Se generan situaciones que dificultan el aprendizaje y la colaboración FENÓMENO NECESIDAD Conocer las habilidades de colaboración de un alumno para asistirlo más eficientemente El comportamiento de los estudiantes cuando trabajan en grupo en ambientes de aprendizaje colaborativo. Workshop IA en Educación - 2006

Estas situaciones se pueden dar cuando: MOTIVACIÓN Estas situaciones se pueden dar cuando: Un alumno mantiene una conversación con sus pares. Se genera un conflicto. Se genera una situación de aprendizaje en el grupo. Workshop IA en Educación - 2006

OBJETIVO DE LA PROPUESTA A fin de lograr una asistencia personalizada que facilite una colaboración eficiente en un ambiente CSCL ... Diseñar un Modelo de Estudiante Colaborativo que incluya además de los rasgos personales y del grupo, las destrezas colaborativas que posee, las que serán identificadas a partir de experiencias de colaboración previas. Workshop IA en Educación - 2006

TEORÍA SOCIO-CULTURAL DE VIGOTSKY BASES TEÓRICAS: TEORÍA SOCIO-CULTURAL DE VIGOTSKY Según esta Teoría existen características de los estudiantes, vinculadas a sus capacidades cognitivas, que se ponen de manifiesto primero en actividades colaborativas, antes de aparecer como características particulares de un estudiante. Este potencial de desarrollo mediante la interacción con los demás es llamado Zona de Desarrollo Próximo. Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 SOLUCIÓN PROPUESTA Generar y mantener un MEC PROBLEMAS A RESOLVER Diseño de la Estructura Diagnóstico Inicialización del Modelo Workshop IA en Educación - 2006

DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DEL MEC SUBPROBLEMAS Contenido del Modelo Representación del Modelo Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 CONTENIDO DEL MODELO Perfil del Alumno de Colaboración De Grupo Modelo de Estudiante Modelo de Grupo Componentes del MEC Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 COMPONENTES DEL MEC Perfil del alumno PERFIL-ALUMNO [A, EA, TP, C, ZDP, PO, PA, E] Donde: A: identificación del alumno EA: estilo de aprendizaje. Los estilos a considerar son los de (Felder y Silverman, 1988). TP: tipo de personalidad (Castelfranchi et al., 1997; D’Amico et al, 1997). C: conjunto de creencias del alumno. Cada una se define como: Creencia (tema, concepto, nivel de conocimiento) ZDP: Creencias en las zona de desarrollo próximo. Se toma como referencia los siguientes trabajos: [Ayala y Yano, 1996; Andrade et al., 2001; Ortiz et al., 2003]. Creencia-ZPD (tema, concepto) E: conjunto de errores cometidos por el alumno al realizar una acción. Error (acción (X), Y) Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 COMPONENTES DEL MEC Perfil del Grupo PERFIL-GRUPO [G, A, O, C, E, M, R] Donde: G: identificación del grupo. A: conjunto de alumnos que participan del grupo: A = {alumno1, alumno2, ... , alumnon} O: Objetivo o propósito del grupo. Los propósitos de un grupo pueden ser de tres tipos [Fahraeus et al., 1999]: Objetivo (Resolver-Pro (tipo)/Ejecutar-Sim (tipo)/ Discutir-Tem (tipo)) C: conjunto de creencias compartidas por la mayoría de los integrantes del grupo. Creencia (X) E: conjunto de errores cometidos por el grupo. Cada uno se define como: Error (X) R: Rol que desempeña cada alumno en el grupo. Se consideran los roles de [Belbin, 1997] Rol ((alumno1, (CE/CO/ME/ID/FI/IR/IM/CH/ES)), alumno2, (CE/CO/ME/ID/FI/IR/IM/CH/ES)),.... , (alumnon,, , (CE/CO/ME/ID/FI/IR/IM/CH/ES))) Workshop IA en Educación - 2006

HABILIDADES CONVERSACIONALES EN APRENDIZAJE COLABORATIVO TAXONOMÍA DE HABILIDADES CONVERSACIONALES EN APRENDIZAJE COLABORATIVO HABILIDAD SUBHABILIDAD ATRIBUTOS APERTURA DE SENTENCIA Generación De Conflicto Mediación Argumentación Docente “Preguntémosle al profesor” Conciliar Concertar Discrepar Ofrecer alternativa Inferir Suponer Dudar “Ambos están correctos en eso” “Yo estoy de acuerdo porque...” “Yo no estoy de acuerdo porque...” “Alternativamente..” “Entonces...”, “Por lo tanto....” “Si, ...entonces....” “Yo no estoy seguro porque...” Workshop IA en Educación - 2006

Motivar Aprendizaje Activo TAXONOMÍA DE HABILIDADES CONVERSACIONALES EN APRENDIZAJE COLABORATIVO (Soller, 2001) HABILIDAD SUBHABILIDAD ATRIBUTOS APERTURA DE SENTENCIA Aprendizaje Activo Motivar Informar Requerir Animar Reforzar “Muy Bien” “Esta correcto” Parafrasear Guiar Sugerir Elaborar Explicar Justificar Afirmar “En otras palabras...” “Yo pienso que deberían ...” “Yo pienso...” “Para elaborar.. “ “Además...” “Permítanme explicarlo ...” “¿Por qué piensas eso?” “Yo estoy seguro...” Información Elaboración Clarificación Justificación Opinión Ilustración “¿Sabes tu...?” “¿Puedes decirme más?” “¿Puedes explicar cómo/por qué?” “¿Por qué piensas eso?“ “¿Piensas tu...?” “¿Por favor muéstrame?” Workshop IA en Educación - 2006

Conversación TAXONOMÍA DE HABILIDADES CONVERSACIONALES EN APRENDIZAJE COLABORATIVO (Soller, 2001) HABILIDAD SUBHABILIDAD ATRIBUTOS APERTURA DE SENTENCIA “Atiéndame...”. “¿Podrías por favor....?” “¿Esta bien? “¿Es esto correcto?” “Yo te comprendo” “Discúlpame” Conversación Reconocimiento Mantenimiento Tarea Apreciación Aceptación/ Confirmación Rechazo “Gracias” “Bien” “Sí” “No” Requerir atención Sugerir acción Requerir confirmación Atender Disculparse Coordinar Procesos grupales Requerir cambio de enfoque Resumir Información Finalizar participación “¿Bien, continuemos”, “¿Están todos listos?” “¿Permítanme mostrarles” “Para resumir” “Adios” Workshop IA en Educación - 2006

Perfil de Colaboración COMPONENTES DEL MEC Perfil de Colaboración PERFIL-COLABORACIÓN [A, S, M, AR, MO, I, R, RE, MA, TA] Donde: A: identificación del alumno S: Situación de colaboración o Contexto. Compuesto por tres variables: Situación (objetivo, tipo-grupo, simetría, reglas) M: Mediación en conflictos. Se define Mediación (personal/convoca-docente) AR: Argumentación en conflictos. Se define como: Argumentación (conciliador/concertador/discrepa/ofrece_alternativas/infiere/supone/ propone/excepciones/duda) MO: Motivación durante el aprendizaje activo. Se define como: Motivación (anima/refuerza) Continúa....... Workshop IA en Educación - 2006

Perfil de Colaboración (continuación) COMPONENTES DEL MEC Perfil de Colaboración (continuación) I: Habilidad para manejar la información durante el aprendizaje activo. Se define como: Información (parafrasea/guia/sugiere/elabora/explica/clarifica/justifica/afirma) R: Aspecto que requiere durante el aprendizaje activo. Se define como: Requerimiento (información/elaboración/clarificación/justificación/opinión/ilustració) RE: Habilidad para reconocer a los otros durante la conversación. Se define como: Reconocimiento (apreciación/aceptación/rechazo) MA: Habilidad para mantener la cohesión del grupo durante la conversación. Mantenimiento (Requiere_atención/sugiere_acción/requiere_confirmación/ atiende/disculpa) TA: Habilidad para cambiar de tarea durante la conversación. Se define como: Tarea (coordina_procesos_grupales/Requiere_cambio_enfoque/ Resume_información/finaliza_participación) Workshop IA en Educación - 2006

REPRESENTACIÓN DEL MODELO Explícita: los modelos se representan explícitamente en base a un conocimiento previamente declarado mediante formularios de entrada. Implícita: los modelos se basan en una serie de atributos que se calculan mediante la ejecución de tareas de aprendizaje automático. Híbrida: los modelos se basan en una combinación de las dos representaciones anteriores. Workshop IA en Educación - 2006

INICIALIZACIÓN DEL MEC asumir que un nuevo estudiante no conoce nada o tiene algún conocimiento estándar a priori acerca del dominio. evaluar mediante un pre-test el conocimiento a priori del estudiante. usar patrones para agrupar estudiantes con características similares en categorías o estereo- tipos. usar técnicas de aprendizaje de máquina ENFOQUES EXISTENTES Workshop IA en Educación - 2006

INICIALIZACIÓN DEL MEC ENFOQUE PROPUESTO Usar técnicas de WUM para descubrir patrones de comportamiento colaborativo y generar perfiles de estudiantes Workshop IA en Educación - 2006

INICIALIZACIÓN DEL MEC T E R F A Z Sistema de Aprendizaje Colaborativo Comunidad de Aprendizaje ETAPA DE PREPROCESAMIENTO FUSIÓN, LIMPIEZA Y ESTRUCTURACIÓN DE DATOS BDM ETAPA DE DESCUBRIMIENTO DE CONOCIMIENTO DESCUBRIMIENTO DE REGLAS DE ASOCIACIÓN BASE DE REGLAS ETAPA DE ANÁLISIS DEL CONOCIMIENTO DESCUBIERTO FILTRADO DE REGLAS GENERACIÓN DE ENTADAS PARA EL M.E.C. LogsBDI MODELO DE ESTUDIANTE COLABORATIVO Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 VALIDACIÓN DEL MODELO Se considerará el enfoque de validación por capas propuesto en [Brusilovsky et al., 2004] Se llevará a cabo en el sistema SAVER, desarrollado en el ISISTAN, con un curso de Redes Bayesianas. El objetivo de la validación es determinar la validez del MEC para personalizar la asistencia a un estudiante en trabajos en grupo. Se buscará respuesta a la siguiente pregunta: ¿las características personales, las habilidades colaborativas del alumno y las características grupales están siendo exitósamente detectadas por el sistema y registradas en el MEC? Workshop IA en Educación - 2006

Capa de las inferencias Capa de los datos de entrada VALIDACIÓN DEL MODELO Se evaluará por capas Capa de las inferencias Capa de los datos de entrada Objetivo: comprobar la validez de los datos tomados como fuente para generar y actualizar el modelo Objetivo: evaluar los mecanismos de inferencia realizados por el sistema en diferentes ambientes y bajo distintas condiciones del mundo real. Workshop IA en Educación - 2006

VALIDACIÓN DEL MODELO: Validación de la capa de inferencias Se validarán inferencias realizadas durante: La etapa de Diagnóstico La inicialización del modelo Se aplicarán los siguientes Métodos: Comparar lo que asume el sistema con un test externo. Comparar lo que asume el sistema con el comportamiento demostrado por los estudiantes (se trabajará con alumnos reales y simulados). Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 CONCLUSIONES La principal contribución radica en brindar a través del MEC un adecuado soporte para orientar colaboraciones efectivas en ambientes de aprendizaje. Esto se logra incluyendo en el modelo no sólo las características individuales y grupales, sino también las habilidades de colaboración, puestas de manifiesto en experiencias previas. Workshop IA en Educación - 2006

Workshop IA en Educación - 2006 CONCLUSIONES Una contribución secundaria, es el empleo de técnicas de WUM, particularmente reglas de asociación, para inicializar los perfiles que componen el modelo. Otra contribución secundaria, radica en un enfoque para validar el registro de habilidades colaborativas en en el modelo de estudiante, pues los enfoques existentes se orientan a validar el conocimiento adquirido o las características personales reflejadas en el modelo. Workshop IA en Educación - 2006