Como a IA pode ajudar os estudantes a transformar a sua experiência de aprendizagem

À medida que a inteligência artificial (AI) continua a crescer e a ser mais aceite e adotada, começamos a ver inovações de AI surgir com mais frequência na nossa vida quotidiana. Um exemplo entusiasmante é a utilização de AI na educação para melhorar a forma como os estudantes aprendem. Desde a criação de ferramentas de aprendizagem interativas e personalizadas até tornar as aulas mais cativantes, a AI está a dar um grande passo em frente em relação aos quadros negros e manuais tradicionais. Curiosamente, isto não acontece apenas na sala de aula; a AI também ajuda os estudantes em casa através de aplicações e tutores virtuais.

Além disso, a AI pode fornecer aos educadores informações valiosas sobre os padrões de aprendizagem, os erros comuns e os hábitos de estudo dos estudantes. Com a ajuda da AI, os professores podem criar planos de estudo concebidos para se concentrarem nos pontos fortes e nas áreas a melhorar de cada estudante. Segundo a Forbes Advisor, 60% dos educadores já utilizam ferramentas de AI para melhorar os seus métodos de ensino. Vamos explorar como a AI está a transformar as experiências de aprendizagem dos estudantes, bem como os benefícios e desafios associados a estes avanços tecnológicos.

Fig. 1. A adoção da AI nas salas de aula pelos professores.

O papel das ferramentas de aprendizagem baseadas em AI na vida dos estudantes#

Tecnologias de AI, como a visão computacional, o processamento de linguagem natural e a aprendizagem automática, podem ajudar as máquinas a compreender e interpretar informações visuais, texto e dados. Na educação, estas ferramentas podem fazer uma grande diferença ao oferecer novas formas de os estudantes aprenderem, colaborarem e interagirem com os conteúdos. Vejamos alguns exemplos reais de como os estudantes podem utilizar a AI.

Como a AI pode ajudar nos trabalhos de casa#

Os trabalhos de casa são uma tarefa diária que pode muitas vezes sobrecarregar os estudantes, mas a AI pode torná-los muito mais fáceis de gerir e agradáveis. Por exemplo, o OCR (Reconhecimento Óptico de Caracteres) pode extrair rapidamente texto de manuais ou documentos digitalizados e convertê-lo para um formato digital. Os estudantes podem depois organizar, pesquisar e aceder facilmente a estas informações nos seus dispositivos a qualquer momento. Além disso, as ferramentas de AI podem ajudar os estudantes a manterem-se no caminho certo, oferecendo dicas de estudo personalizadas ou lembretes. Graças à AI, os materiais dos trabalhos de casa podem tornar-se mais interativos, simplificando o estudo, a revisão e a obtenção de apoio adicional, como resumos ou traduções.

Um excelente exemplo disso é o Photomath, uma aplicação baseada em AI que ajuda os estudantes a resolver problemas de matemática, fornecendo soluções e explicações instantâneas. Ao fazerem os trabalhos de casa, os estudantes têm muitas vezes dúvidas e perguntas que, tradicionalmente, teriam de esperar até ao dia seguinte para serem respondidas por um professor. Aplicações como o Photomath podem fornecer aos estudantes explicações passo a passo, dicas visuais e referências para as soluções. Utilizando técnicas de visão computacional, como o OCR, a aplicação digitaliza e reconhece equações matemáticas e enunciados de problemas. Em seguida, pode analisar o problema e gerar uma solução detalhada, passo a passo. A aplicação pode até fornecer vários métodos para resolver o mesmo problema e oferecer aos estudantes uma compreensão mais aprofundada da matéria.

Fig. 2. Um exemplo da utilização da aplicação Photomath para resolver uma equação quadrática.

Como a AI está a transformar o ensino superior ao eliminar barreiras linguísticas#

As ferramentas de AI também podem ser úteis para os estudantes em situações do dia a dia, como na eliminação de barreiras linguísticas. Atualmente, é bastante comum os estudantes frequentarem o ensino superior em países diferentes, onde podem enfrentar dificuldades linguísticas tanto dentro como fora da sala de aula. Quer se trate de ler sinais de trânsito, compreender menus ou acompanhar apontamentos de aulas numa língua estrangeira, estas situações podem ser difíceis para os estudantes que se estão a adaptar a um novo ambiente.

Com aplicações como o Google Lens, os estudantes podem traduzir facilmente texto de uma imagem ou de um cartaz, bastando tirar uma fotografia. Primeiro, a aplicação utiliza OCR para detetar o texto na imagem. Depois, recorre ao processamento de linguagem natural para compreender o contexto e a estrutura da língua antes de fornecer uma tradução instantânea. O texto traduzido é sobreposto diretamente à imagem original, permitindo aos estudantes compreender rapidamente o significado de sinais, menus ou manuais numa língua estrangeira. Com ferramentas de AI deste tipo, os estudantes podem ultrapassar rapidamente as barreiras linguísticas numa sala de aula ou ao explorar uma nova cidade.

Fig. 3. Um exemplo da utilização do Google Lens para traduzir um sinal.

AI na sala de aula: Utilizar a tecnologia AR para ensinar#

Com tecnologias como a realidade aumentada (AR), os estudantes podem interagir com materiais de estudo de uma forma que torna a aprendizagem mais cativante e memorável. A AR utiliza visão computacional para analisar e compreender o mundo real e sobrepor imagens digitais a objetos físicos na sala de aula. Isto cria um ambiente híbrido onde os estudantes podem ver e interagir com elementos reais e virtuais, tornando as aulas mais dinâmicas e interativas.

Muitas ferramentas baseadas em AR já são utilizadas em escolas e universidades. Um exemplo é o Assemblr EDU, que ajuda estudantes e professores a criar experiências de aprendizagem em 3D e AR. Os professores podem utilizar recursos 3D e animações pré-criados para preparar aulas ou até criar os seus próprios materiais interativos através de um editor simples de arrastar e largar. Ao dar vida a informações visuais e práticas, a AR facilita a compreensão de conceitos complexos pelos estudantes e torna a aprendizagem mais divertida.

Fig. 4. Estudantes a interagir com um modelo 3D do Assemblr utilizando AR.

Como a AI pode ser utilizada para ajudar estudantes com necessidades especiais#

Os estudos mostram que se estima que 216,6 milhões de pessoas tenham deficiências visuais, e a taxa de deficiências visuais entre os jovens está a aumentar. Óculos inteligentes integrados com AI podem proporcionar uma melhor experiência de aprendizagem aos estudantes com dificuldades visuais ao reconhecerem rostos, textos, imagens de livros e cores. Este é um excelente exemplo de como a AI está a tornar a educação mais acessível.

Por exemplo, os Envision Glasses são óculos inteligentes integrados com o ChatGPT que podem converter informações visuais em discurso. Estes óculos podem descrever aquilo que os estudantes estão a ver no mundo real. A câmara integrada capta ambientes reais e utiliza técnicas de visão computacional, como a deteção de objetos, para os processar. Depois, através do processamento de linguagem natural, as informações processadas são transmitidas por áudio através do altifalante dos óculos. Isto proporciona aos estudantes com deficiências visuais mais autonomia em tarefas diárias, como ler, escrever ou até reconhecer pessoas e lugares.

Fig. 5. Os Envision Glasses utilizam o GPT-4 da OpenAI.

Vantagens e desvantagens da utilização de AI na vida dos estudantes#

A AI oferece muitos benefícios aos estudantes, facilitando o estudo e a vida estudantil em geral. Isto aplica-se igualmente a diferentes faixas etárias. Por exemplo, mais de 56% dos utilizadores do Duolingo têm menos de 24 anos, e a aplicação utiliza funcionalidades de AI, como a representação de papéis baseada em GPT-4, para permitir que os estudantes pratiquem conversas do mundo real com AI. Estas ferramentas de aprendizagem melhoradas por AI tornam a aprendizagem de línguas mais interativa.

No ensino superior, ferramentas como o ChatGPT (um chatbot de AI para gerar texto), o Grammarly (um assistente de escrita baseado em AI para gramática e estilo) e o Consensus (um motor de pesquisa académica baseado em AI) apoiam os estudantes em tarefas como investigação e redação. Um estudo concluiu que 70% dos estudantes universitários consideram que a AI tem um impacto positivo nos seus estudos, embora 40% tenham manifestado preocupações sobre as implicações éticas. Para compreender verdadeiramente o impacto da AI nos estudantes, é essencial analisar tanto as suas vantagens como as suas desvantagens.

À medida que a AI se torna mais comum na educação, os estudantes estão a descobrir novas formas de aprender, gerir o seu tempo e melhorar o seu desempenho académico. Eis alguns dos impactos positivos que a AI pode ter nos estudantes:

• Feedback instantâneo: Os estudantes podem obter respostas às suas perguntas imediatamente, o que aumenta a produtividade e incentiva-os a aprender por conta própria.
• Colaboração melhorada: As ferramentas de AI podem facilitar a colaboração entre estudantes, mesmo quando estão em locais diferentes, ao fornecer plataformas partilhadas para projetos, debates e recursos de aprendizagem.
• Tarefas administrativas automatizadas: A AI pode automatizar tarefas de avaliação, controlo de presenças e agendamento, permitindo que os professores se concentrem mais na interação com os estudantes e na melhoria da qualidade das aulas.

Embora a AI melhore a aprendizagem e torne o estudo mais conveniente, também existem algumas limitações a considerar. Depender demasiado da AI pode afetar a criatividade e as capacidades de resolução de problemas dos estudantes. Eis algumas desvantagens a ter em conta:

• Preocupações com a privacidade: A utilização de AI exige a recolha e o processamento de grandes quantidades de dados, suscitando preocupações sobre a forma como as informações pessoais dos estudantes são armazenadas e utilizadas.
• Menor interação humana: A utilização excessiva de ferramentas de AI pode reduzir a interação valiosa entre professores e estudantes, que é importante para o desenvolvimento pessoal e a orientação.
• Fosso digital: Algumas ferramentas de AI podem ser dispendiosas e difíceis de obter para estudantes que não têm condições para pagar subscrições ou dispositivos caros.

Principais conclusões#

A AI pode redefinir a forma como os estudantes aprendem, ajudando-os a desenvolver melhores hábitos de estudo, aperfeiçoar as suas técnicas e aumentar a produtividade. Ao personalizar as aulas e oferecer apoio 24 horas por dia, a AI permite que os estudantes assumam o controlo da sua educação e aprendam ao seu próprio ritmo. No entanto, estas vantagens trazem consigo considerações importantes, como preocupações éticas e riscos para a privacidade. À medida que a AI se torna mais integrada na sala de aula, é fundamental garantir que é utilizada de forma responsável. Em última análise, encontrar o equilíbrio certo deverá moldar o futuro da educação, tanto para os estudantes como para os educadores.

Se tiveres interesse em aprofundar os teus conhecimentos sobre AI, podes consultar o nosso repositório do GitHub e participar na nossa comunidade. Também podes explorar aplicações de AI em setores como os cuidados de saúde e a agricultura.