INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL E INFORMATIZAÇÃO EDUCACIONAL

Ana Lúcia A. de   Oliveira Zandomeneghi - Psicóloga

analu@eps.ufsc.br

Ernani José Schneider - Licenciado em Educação Física

sjernani@eps.ufsc.br

Paulo Renato Pinto Lincho - Engenheiro Civil

prlincho@mbox1.ufsc.br

DISCIPLINA DE INFORMÁTICA APLICADA À EDUCAÇÃO

Profª Drª Edla Maria Faust Ramos

Resumo

Em nossos dias faz-se necessário o questionamento dos paradigmas existentes, bem como estar habilitado para lidar com as mudanças na forma de produzir, armazenar e transmitir o conhecimento, que dão origem a novas formas de pensar, aprender e fazer. Partindo desse pressuposto, este artigo pretende apresentar alguns recursos computacionais voltados para a tecnologia educacional e analisar a influência da Inteligência Artificial na formação e capacitação do ser humano uno, mostrando processos e métodos capazes de auxiliar o professor na busca de soluções adequadas, tanto para a sua aprendizagem como para a dos alunos.

Palavras-chaves

Educação. Tecnologia educacional. Informática. Inteligência artificial.

Abstract

Nowadays it becomes necessary to question the existent paradigms and also be qualified to deal with the changes in the form of producing, storing, and transmitting the knowledge, which originate new forms of thinking, learning, and making. Therefore, this article has the pretension of presenting some computational resources joined to educational technology and aims to carry out an analysis of the influence of Artificial Intelligence in the formation and qualification of the unified human being, by showing processes and methods to assist the teacher in the search for optimal solutions, for his own learning as well as the students'.

Key words

Education. Educational technology. Computation science. Artificial intelligence,

Introdução

Na sociedade contemporânea, e mais precisamente nas duas últimas décadas, inúmeras transformações aconteceram, principalmente em decorrência do alto desenvolvimento tecnológico. Uma boa observação permite verificar que a sociedade usufrui a tecnologia à medida que a necessidade das atividades requer o uso dos recursos tecnológicos, bem como de acordo com a disponibilidade deles no mercado. Sendo veículos de informações, as tecnologias possibilitam novas formas de ordenação da experiência humana e interferem na atuação do homem sobre o meio e sobre si mesmo. As mudanças nos processos de comunicação e produção do conhecimento geram transformações na consciência individual, na percepção de mundo, nos valores e nas formas de atuação social.

Por outro lado, observa-se uma grande distância entre os indivíduos que dominam a tecnologia e os que são apenas consumidores. Mais ainda entre estes e os que não têm condições de consumir, pois a informação, por si só, não significa ter conhecimento. Sabe-se que o conhecimento depende da informação, mas que a informação sozinha não produz novas formas de ver o mundo ou de produzi-lo.

É importante lembrar que a cada instante multiplicam-se os instrumentos de comunicação, e é enorme a quantidade de informação circulante e disponível. Da mesma forma, um outro ponto a ser observado é o fato de que informação em quantidade não quer dizer necessariamente informação de qualidade. O uso das tecnologias disponíveis pode representar a manutenção ou a transformação das relações sociais políticas e econômicas da sociedade atual. É fácil observar que vive-se um processo irreversível e acelerado de desenvolvimento tecnológico, trazendo consigo mudanças na vida em sociedade e nas formas de trabalho humano. Pode-se dizer que, com referência ao mercado de trabalho, surgiram novas funções e desapareceram outras, gerando o desemprego em alguns setores e criando outros novos, com especialidades bem diferentes. Isto levará seguramente a alterações no perfil do trabalhador, bem como nas formas de aquisição e utilização do conhecimento, além de gerar a necessidade de possuir-se iniciativa, flexibilidade mental, atitude crítica, competência técnica e capacidade de criar soluções frente a novas formas de informação e de acesso. Neste aspecto, a educação poderá contribuir enormemente, na medida em que acompanhar os processos de mudança adequadamente.

A escola deve contribuir para que a formação do indivíduo alcance plenamente a sua cidadania, participando do processo de transformação e construção da realidade da sociedade, sendo aberta a incorporar novos hábitos, comportamentos, percepções e demandas. Da mesma forma, também é necessário que sejam desenvolvidas as habilidades para utilizar os instrumentos de cada cultura, principalmente com o uso adequado das tecnologias da comunicação.

Observa-se, hoje em dia, que o maior problema da população é a pouca capacidade crítica e procedimental para lidar com a variedade e quantidade de informações e recursos tecnológicos existentes. Para se superar este obstáculo, todos os envolvidos no processo de ensino-aprendizagem devem aprender a localizar, selecionar, julgar a pertinência, procedência, utilidade, bem como ter a capacidade para criar e comunicar-se por estes meios. A familiaridade com as tecnologias pode ampliar horizontes, mas também pode levar ao constrangimento, ou até mesmo à discriminação, por não serem alguns indivíduos capazes de realizar algumas atividades. A questão não é deixar de utilizar os recursos, mas aprender a utilizar e a conviver com as inúmeras mudanças de hábitos e comportamentos que a sociedade atual e a futura possuirão.

A velocidade de produção do conhecimento e a quantidade de informações no mundo de hoje impõem novas tendências para a vida em sociedade, pois é necessário que a humanidade aprenda a conviver com a provisoriedade, com as incertezas, com o imprevisto e com a novidade. Para isto, é necessário desenvolver a capacidade de aprender continuamente, ou seja, a capacidade de analisar, refletir, tomar consciência do que se sabe, transformar o conhecimento, processar novas informações e, a partir daí, produzir novos conhecimentos, contribuindo para a formação de um indivíduo ativo, e ao mesmo tempo um agente criador de novas formas e habilidades. O ambiente de modernização tecnológica e de novas conquistas científicas no setor produtivo tem provocado, no âmbito das instituições públicas e privadas, a necessidade de recursos humanos com maiores conhecimentos e habilidades, para atuar dentro dos novos processos organizacionais e para compreender e operar tecnologias com alta agregação de informática. Para que isto aconteça, haverá a necessidade de se lançar mão das novas tecnologias, principalmente as mais atualizadas e progressivas, como é o caso da Inteligência Artificial.

Uma mudança de paradigma

A sociedade está tendo a oportunidade de vivenciar um novo paradigma no setor educacional. Com a revolução tecnológica e o desenvolvimento da informática, a exigência por novos ambientes de aprendizagem está cada vez maior, pois está ligada aos novos cenários que a sociedade apresenta. As mudanças organizacionais, tecnológicas, econômicas, culturais e sociais sugerem, por conseguinte, que a educação também transforme o modo de pensar e aprender o mundo.

Segundo Moraes (1997), o sistema educacional convencional pode modificar-se significativamente com as novas tecnologias. As pessoas trocam informações e participam de projetos e pesquisas em conjunto, e a possibilidade de integração de várias mídias, viabilizando o acesso no horário que o usuário dispõe, já é uma realidade. A indústria eletrônica e o desenvolvimento das telecomunicações têm favorecido todo esse quadro, e o mundo está se tornando cada vez mais interativo, tornando-se grande e ao mesmo tempo pequeno, mediante o uso de voz, dados, imagens e textos.

Ramos (1996) já destacava igualmente a necessidade de reformulação do paradigma atual da educação, com a seguinte assertiva: "Nesta perspectiva, o computador passa a ser um agente fundamental para o aumento do potencial cognitivo das pessoas, não apenas do ponto de vista da aquisição do conhecimento (conteúdo), mas também do ponto de vista da construção de novas e poderosas estruturas cognitivas (forma). [...] Com a incorporação da tecnologia ao processo educativo, tem-se concretamente a oportunidade de se implementar um novo paradigma pedagógico".

Moraes (1997), referindo-se à formação do docente, afirmava que: "Pensar na formação do professor para exercitar uma pedagogia adequada aos meios, uma pedagogia para a modernidade, é pensar no amanhã, numa perspectiva moderna e própria de desenvolvimento, numa educação capaz de manejar e produzir conhecimento, fator principal das mudanças que se impõem nesta antevéspera do século XXI. E, desta forma, seremos contemporâneos do futuro, construtores da ciência e participantes da reconstrução do mundo".

Ramos (1996) destaca com propriedade e objetividade as possibilidades deste novo paradigma educacional proposto, embasado nas novas e ricas situações de aprendizagem que podem ser vivenciadas:

a) de os aprendizes passarem a ser atores no seu processo de aprendizagem;

b) da existência de um aprendizado de autonomia e cooperação;

c) da habilidade de lidar com sistemas simbólicos e formais sofisticados;

d) da promoção da inteligência e dos processos meta-reflexivos;

e) da viabilização da interferência nas relações de poder existentes.

O novo paradigma traz consigo toda a evolução tecnológica e tem um mundo em que a economia é baseada na informação. Existem ferramentas de ensino como drivers de CD-Rom, conexões com a Internet, multimídias, lotus notes, e-mails, simulações e ambientes de softwares colaborativos. Estas técnicas derrubam barreiras, personalizam a instrução e tornam a educação mais eficiente em termos de qualidade e em termos de custos.

Os enfoques teóricos e as tecnologias educacionais

Ao ser introduzida na educação, a tecnologia traz consigo um conjunto de valores e presunções que, embora implícitas, são influentes. Vários autores discutem que qualquer abordagem do uso da computação voltada para a educação deve considerar o contexto histórico e social, assim como as implicações culturais de tudo aquilo que é ensinado. Têm-se assim uma boa visão geral do emprego do computador na educação. O grande desafio das tecnologias educacionais, então, é desenvolver programas que contemplem metodologias e conteúdos, que sirvam de apoio ao aluno, oferecendo atividades cooperativas, possibilitando uma reflexão interativa entre o que o aluno já sabe e o que se pretende que ele aprenda.

Existem diferentes suposições sobre como os humanos aprendem. As abordagens comportamentais, por exemplo, tendem a enfatizar a necessidade de fracionar as matérias complexas em partes menores, que são ensinadas uma a uma. Depois, estas são recombinadas para que se dê ao estudante uma compreensão do conceito mais amplo e complexo. Os programas de computador de exercícios e de tutorial são exemplos desta abordagem. Os construtivistas acreditam que a aprendizagem se dá melhor quando ocorre dentro de um contexto significativo e preferem as abordagens próprias da instrução situada, tais como a aprendizagem baseada em problemas, a instrução ancorada e a aprendizagem cognitiva.

Muitos novos programas de computador para fins de ensino e aprendizagem, baseados nas teorias comportamentais, são anunciados a cada ano. Este modelo de ensino, predominante na maior parte deste século, principalmente a partir do final dos anos 80, tem sido desafiado por um percentual significativo de programas de computador educacionais mais inovadores, baseando-se nas teorias construtivistas já citadas, mais especificamente no construtivismo cognitivo baseado no trabalho de Jean Piaget e no construtivismo social, fundamentado nos estudos de Lev Vygotsky.

O cognitivismo-construtivismo adota a epistemologia de Piaget, como base para a sua prática. Segundo esta teoria, as crianças constróem o seu próprio conhecimento do mundo através da assimilação e da acomodação. As teorias cognitivas de Piaget têm sido usadas como base para modelos da aprendizagem através da descoberta, nos quais o professor desempenha um papel limitado. O construtivismo social, por sua vez, dá maior ênfase à importância crítica da interação entre o professor e o estudante (e os estudantes entre si). Esta teoria dá mais espaço para a ação do professor. Um dos mais conhecidos conceitos teóricos de Vygotsky, o da Zona de Desenvolvimento Proximal - ZPD (Zone of Proximal Development), consiste na atividade mediada socialmente.

O modelo construtivista da aprendizagem vê os professores como facilitadores, cuja função principal é ajudar os estudantes a se tornarem participantes ativos do seu aprendizado e elaborar relações significativas entre o conhecimento anterior, o conhecimento aprendido e os processos relacionados com a aprendizagem. Visto sob este ângulo, o papel dos estudantes é o de construir o conhecimento e criar a capacidade para levar a cabo tarefas desafiadoras. (Maddux at alli,1996). A abordagem comportamentalista da transmissão da informação vê os professores como mestres de determinadas áreas de conhecimento específico, cuja tarefa é transmitir habilidades aos estudantes.

O processo de informatização educacional não significa aprendizagem por descoberta à força. Num bom estilo de Vygotsky, os professores desempenham papéis ativos na sala de aula e, efetivamente, dão uma instrução direta. Ser provedor de uma instrução direta é um dos muitos papéis que o professor desempenha. Utilizando-se da teoria de Vygotsky, pode-se inferir que "a aprendizagem e o desenvolvimento social são atividades onde há colaboração". Assim sendo, a tecnologia deve ser usada para melhorar a comunicação, o contato e a interação. A interação não deve tomar a forma de transmissão da informação. Programas que apoiam a solução de problemas através da colaboração e tomada de decisão interativa enriquecem o ambiente de aprendizagem.

Desta forma, as tecnologias educacionais devem oferecer um ambiente onde os grupos de estudantes possam de fato explorar, analisar, pensar e refletir, propor e agir. Existem muitas maneiras pelas quais a tecnologia pode apoiar tais ambientes, desde o fornecimento de fontes de informação, como bancos de dados em CD-ROM, ao de ferramentas que os estudantes podem usar. Uma outra maneira é criar ambientes atraentes através dos quais um determinado assunto pode ser estudado.

A aprendizagem escolar deve ser realizada num contexto com significado, relacionando experiências extra-escolares com experiências em sala de aula. As atividades devem ser organizadas na escola, proporcionando experiências de aprendizagem dentro de um contexto com significado ao redor da cultura adquirida e da vivência já integralizada pela criança, fazendo o relacionamento com o assunto a ser aprendido. Seguindo este raciocínio, a tecnologia pode proporcionar isto de várias maneiras, através de, por exemplo, programas de simulação da situação real, ou de criação de informações sobre o assunto estudado, utilizando pesquisas e importações de materiais da Internet.

Em uma simples classificação pedagógica, os softwares utilizados na educação podem atender à seguinte classificação, em função de suas diretrizes básicas de funcionamento e desenvolvimento:

a) behaviorista - o controle do processo fica nas mãos do autor do sistema;

b) cognitivo - deixa o controle nas mãos do aluno;

c) misto - as condições de comando dependem da situação, mas o modelo do aluno é o guia de comportamento do tutor.

O computador e o aprendizado

O relacionamento entre o computador e o incremento das alternativas de aprendizado constitui fator não mais questionável, pelo incontável número de autores e pesquisadores que já se manifestaram a este respeito, sempre com posicionamentos convergentes. Para Crawford (1994) apud Castro (1999), "o computador é o centro de todas as novas tecnologias, uma vez que multiplica a capacidade mental do ser humano, acelerando a produção de novos saberes." De acordo com Lévy (1996), "as tecnologias da informação têm um papel essencial na constituição das culturas e da inteligência dos grupos."

De acordo com Castro (1999), as pesquisas realizadas pelo Lotus Institute em 1996 mostram que o desenvolvimento dos computadores e das comunicações possibilita diferentes abordagens pedagógicas, permitindo da mesma forma:

a) a aprendizagem centrada no instrutor (Instructor Centered);

b) a aprendizagem centrada no aprendiz (Learner Centered);

c) a aprendizagem centrada na equipe (Learning Team Centered).

O estudo do Lotus Institute procurou relacionar os modelos instrucionais com os objetivos da aprendizagem, resultando estes objetivos em três amplas categorias:

a) transferência de informações;

b) aquisição de habilidades;

c) mudança de modelo mental.

O relacionamento destes grupos, que mostra toda a gama de amplitudes que o ensino embasado no computador pode atingir, está mostrado no quadro da Figura 1, obtido igualmente a partir dos estudos de Castro (1999) a respeito do Lotus Institute. Essas pesquisas resultaram, em função do grau de colaboração, na determinação de três tipos de tecnologia:

a) tecnologias distributivas - têm por objetivo a transferência de informação, utilizando recursos que proporcionam a comunicação de um para muitos, em semelhança às aulas expositivas convencionais (TV, audiotape, videotape);

b) tecnologias interativas - dão suporte à abordagem centrada no aluno, e têm por objetivo a aquisição de habilidades (TBC, simulações, uso de hipermídias e hipertextos);

c) tecnologias colaborativas - possuem por característica a abordagem centralizada na equipe, e têm como objetivo a mudança dos modelos mentais e do comportamento, permitindo a comunicação interpessoal entre sujeitos que compartilham de um mesmo objetivo comum, com ou sem a presença de um facilitador (chats e listas de discussão).

Figura 1

Tecnologias, objetivos e modelos do Lotus Institute, segundo Castro (1999)

As estratégias de ensino

A partir destes fundamentos, múltiplas são as estratégias de ensino que podem ser incorporadas como elementos básicos nos programas, de acordo com as seguintes exemplificações:

a) socrática - o programa leva o aluno a refletir sobre suas crenças, fazendo perguntas sobre o assunto (Ex: Scholar-1970, Why-1971, Sophie-1982);

b) reativa - as lições simplesmente representam a reação do tutor às perguntas do aluno (West, Wumpus-1982, Guidon-1989, Persona-1997);

c) colaborativa (assistance) - o tutor se comporta como um participante da conversa entre os alunos e ajuda a organizar e a refinar o assunto em debate (Proust-1984, Quest-1986);

d) com treinador (coaching) - o sistema usa um conjunto de regras de produção para escolher a lição mais importante para apresentar ao aluno (Álgebra-1983, Tutor Prolog-1990, Eletro Tutor-1997).

Na busca de atendimento a esta multiplicidade de estratégias, o computador apresenta-se como o mais fundamental e importante ferramental já inventado até hoje. De acordo com Sancho Gil (1999), "qualquer visão sobre a aprendizagem pode encontrar no computador um meio privilegiado." A Figura 2 a seguir reproduz um quadro com as possíveis funções do computador no ensino, de acordo com a autora citada.

Figura 2

Possíveis funções do computador no ensino, segundo Sancho Gil (1999)

As vantagens da tecnologia educacional

Moraes (1997) expõe as razões que para ela justificam a dinamização do processo de informatização na educação, através dos aspectos que se seguem.

a) Democratização do acesso à informação - Como condição sine qua non, pois a necessidade de sobrevivência da sociedade está ligada aos indivíduos e à sua relação com as tecnologias da informação para a resolução de problemas, como ferramenta na produção do conhecimento, investigação, construção, análise e divulgação do conhecimento, construindo um indivíduo mais capaz e criativo.

b) Reposicionamento da educação - Diante dos novos padrões decorrentes dos avanços tecnológicos e científicos, de produtividade e competitividade, construindo uma formação básica sólida, preparando o indivíduo para um novo conhecimento requerido pelo cenário cibernético, informático e informacional.

c) Possibilidade de educação a distância e de educação continuada - Influenciando profundamente nas escolas, no processo de utilização do tempo, produzindo uma aprendizagem colaborativa para um trabalho em equipe.

d) Utilização das novas tecnologias para canalizar os processos de desenvolvimento humano - A educação deverá colaborar para acelerar e promover a evolução humana, pois o poder está na informação e na capacidade de produzir conhecimento, buscando uma relação inter, intra e transpessoal, desenvolvendo a compreensão, a integração da humanidade e a responsabilidade social e planetária.

e) Utilização da potencialidade das novas tecnologias para construção de uma nova ética - Criando um desenvolvimento sustentável, dependente direto da evolução do ser humano, do nível educacional, das expressões culturais, da capacidade de acessar informações e de produzir conhecimentos.

f) Formação do indivíduo para uma nova cidadania - Dando a condição de efetiva participação na vida social e política, assumindo tarefas e responsabilidades devendo o indivíduo estar capacitado para assumir o comando de sua própria vida, de ser um consumidor consciente e capaz de apropriar-se das informações que afetam seu papel de cidadão.

g) Preparação do indivíduo para viver e conviver na Era da Relações - Onde as relações e conexões explicam a totalidade indivisível do ser, onde a capacidade de viver em uma sociedade pluralista em constante transformação, com diferentes interfaces, possibilita uma nova relação com a cognição humana.

Novamente Moraes (1997) apresenta os aspectos que devem ser priorizados para criação de projetos e programas utilizando as novas tecnologias na educação:

a) desenvolvimento humano;

b) desenvolvimento sustentável;

c) aprendizagem e conhecimento visando a criação de uma nova ecologia cognitiva;

d) reação às desigualdades sociais;

e) educação baseada na prática pedagógica reflexiva;

f) inovação e criatividade;

g) autonomia, cooperação e criticidade;

h) educação continuada;

i) qualidade com eqüidade;

j) desenvolvimento científico e tecnológico;

k) educação para uma cidadania global.

Greenfield (1987) apud Niquini (1996) identifica as características positivas do uso de computador e as suas potencialidades no campo educativo, oferecendo aspectos muito importantes para a aprendizagem, embasados em:

a) dinamicidade - permite a representação do movimento e da troca dos fenômenos;

b) programabilidade - permite ao aluno ordenar, inventar e dirigir o comportamento do computador, adequando-o às suas próprias necessidades e finalidades;

c) interatividade - coloca o aluno em condições de experimentar as próprias hipóteses de soluções para os exercícios ou problemas propostos pelo computador e de verificar os resultados das escolhas realizadas e ainda, se necessário, submeter novas hipóteses de soluções.

Mas, deve o computador ser utilizado apenas para a formação do aluno? Não, dizem os pesquisadores. Em primeiro lugar, a utilização deve ser feita pelo professor, como seu instrumento de trabalho, antes, durante e depois da aula. F. Bouard apud Niquini (1996) propôs várias formas de utilização do computador pelo professor, descritas abaixo:

a) instrumento de produção para o professor - com rapidez o professor formula documentos de excelente qualidade, varia, multiplica modos de apresentação, não limitando-se ao uso apenas do documento em papel, conseguindo uma produção dinâmica, evolutiva e interativa;

b) instrumento de animação para a classe - neste caso, o computador permite a renovação dos métodos pedagógicos;

c) a serviço da aprendizagem - o professor não é mais o único detentor do saber, mas um conjunto, com os saberes do aluno e da máquina, e o computador auxilia na representação diferenciada da avaliação, colocando em evidência as necessidades e acompanhando a evolução, tanto coletivamente quanto individualmente.

Ao professor cabe também a avaliação dos softwares que irá utilizar, já que se requer a análise do contexto do ensino em que a aprendizagem será efetivada, pois em alguns aspectos o que pode ser bom para uns pode ser ruim para outros. Isto deve ser feito sempre levando em consideração algumas características:

a) os objetivos a que os softwares se propõem - suporte ao tema, exercícios de fixação, verificação de aprendizagem, simulação, etc;

b) os conteúdos corretos e completos, no nível de ensino dos alunos - sua organização lógica, adaptável às idades, com graus de dificuldades diferenciados;

c) uma didática de fácil utilização - sem necessidade de estudo aprofundado para conhecê-lo, auto-controle, aquisição de informações, possibilidade de ilustração, tipos de discussão-interação;

d) a capacidade interativa - oferecendo sempre menus com informações das possibilidades, de uso simples, permitindo o erro e retorno, a não seqüência, a memorização do ponto parado, a retomada em outros pontos do programa, o diagnóstico do erro e a análise das respostas;

e) a apresentação adequada dos conteúdos - o programa didático deve ser dinâmico e capaz de manipular grande quantidade de dados com a adequada velocidade de execução.

Devemos ter sempre em mente que, quanto mais atraentes forem os programas, maior será a possibilidade de aprendizagem, e quanto mais inteligentes, maior será a interação entre professor-máquina e aluno-máquina.

Empregos do computador na educação

Nos dias de hoje, há uma necessidade igualmente premente da mudança do paradigma de utilização do computador, de uma maneira que se estabeleça a possibilidade de se aprender a aprender.

Conforme as inferências de Blackwell (1993), de acordo com Delmar de Souza, o computador pode ser usado na escola em várias funções, segundo as diversificações apresentadas a seguir.

1. INSTRUÇÃO ASSISTIDA POR COMPUTADOR (CAI)

Nestes programas o computador é um tutor e dirige a instrução, e o professor apenas supervisiona a sua atuação, necessitando-se pois de pouca preparação das aulas. O aluno atua de forma passiva. Como exemplos de programas CAI, podem ser citadas as seguintes exemplificações:

a) programas de informação - transmitem apenas informações sobre o tema. (Ex: enciclopédias);

b) programas tutoriais - apresentam procedimentos para a realização de algumas tarefas. (Ex. curso de introdução ao microcomputador do SENAI);

c) programas de exercícios práticos - utilizam exercícios de instrução programada ou exercícios para o desenvolvimento de habilidades específicas, através da repetição, associação simples, múltipla escolha, etc. (Ex: Eclipse, Hangman, muitos dos softwares educativos do mercado).

2. DESEMPENHO ASSISTIDO POR COMPUTADOR (CAP)

Neste caso o aluno já possui um certo nível de interatividade e participação, aumentando a necessidade de preparação por parte do professor. O computador funciona como uma ferramenta. Como exemplos pode-se citar:

a) jogos educacionais - jogos que envolvem conteúdos pedagógicos (Ex. Carmem, San Diego in the World; Jasão e o Velocino de Ouro);

b) simulações - são programas que apresentam situações semelhantes à vida real, com a participação e decisão dos alunos (Ex: Série SIM: Simcity, Simlife, SimAnt, SimSpace, Dig It);

c) solução de problemas - são programas que propõem problemas para serem solucionados pelos alunos, não havendo uma resposta correta, onde o aluno descobre um processo para encontrar a solução (Ex:. Decisions);

d) utilitários simples - são programas que executam tarefas simples e limitam-se a fazer o que lhes foi destinado. (Ex: programas de folhas de pagamento, controles de estoque);

e) programas de autoria I - são programas que codificam o que o usuário quer realizar, sendo que este não precisa conhecer linguagem de programação. (Ex: Hyperstudio, Superlink, Everest);

f) programas de autoria II - são programas que codificam o que o usuário quer realizar, sendo que o usuário precisa conhecer a linguagem de programação usada pelo software (Ex. Linkway, Toolbook, Director);

g) linguagens de programação - o usuário precisa conhecer os comandos e a sintaxe da linguagem (Ex: C, C++, Visual Basic);

h) aplicativos - são os programas que realizam uma tarefa determinada, mas que não é limitada a uma operação (Ex: processadores de texto, planilhas eletrônicas);

i) utilitário complexo - são programas que executam tarefas complexas para o usuário (Ex: editoração eletrônica, CAD/CAM, Midi, Access).

3. COMUNICAÇÃO ASSISTIDA PELO COMPUTADOR (CAC)

Nesta situação, o aluno é ativo, necessitando-se de muita preparação por parte do professor, e o computador é um meio de comunicação. As ferramentas citadas podem servir para que o aluno se comunique com o seu próprio ambiente ou através da rede de computadores local ou remota. Toda vez que um processador de texto ou um programa de apresentação é utilizado para que o aluno se expresse, comunicando-se com o mundo que o rodeia, passamos a ter o CAC.

As três hipóteses mencionadas, no que se refere à maior ou menor participação do aprendiz e sua interação com o computador, podem ser assemelhadas e vinculadas às colocações de Lucas (1992) apud Weller et alli (1994), que afirma: "Três tipos de interatividade podem ser encontradas: reativa, interativa e proativa. Na interatividade reativa os aprendizes são simplesmente solicitados a pressionar a barra de espaços para avançar no programa. Com a interatividade interativa, os usuários podem cruzar todas as ramificações do programa a partir das suas respostas a questionamentos do computador. Na interatividade proativa, os usuários atuam como deliberadores reais, construindo e deduzindo os princípios de suas ações e experiências."

Existem outras utilizações diversificadas do computador, que não são de uso específico da área da educação, mas que podem ser de proveito desta, de forma indireta, desde que com uso adequado, e que podem ser aglutinadas dentro das seguintes exemplificações principais:

a) programas de comunicação - são programas que permitem que um computador se comunique com outros computadores, através de protocolos próprios (Ex: Bitcom, Quicklink);

b) programas de correio eletrônico - são programas que permitem troca de mensagens eletrônicas entre os usuários conectados a uma rede de computadores.- (Ex: MSMail, Eudora, Pegasus);

c) navegadores WWW - são programas que permitem a navegação hipertextual através dos sítios da WWW (Ex: Cello, Mosaic, Navigator, Netscape Communicator, Microsoft Internet Explorer).

Inteligência Artificial - Um histórico

A Inteligência Artificial, em termos de concepção básica, praticamente nasceu junto com os computadores, na década de 40. Em 1950, Alan Turing apresentou sua idéia de construir uma máquina pensante, por todo similar à mente de uma criança, e atribuir uma vivência para que esta aprendesse. Turing foi o primeiro pesquisador a lançar no ar o polêmico questionamento relativo ao fato se poderiam ou não os computadores, no futuro, vir a serem máquinas pensantes. Neste mesmo período os conceitos de retroalimentação, redes de processamento não linear, homeostase, circularidade operacional, teoria da informação e teoria de jogos apareceram através de conferências reunindo grandes pesquisadores. (Fialho, 1999).

Em 1956 proporcionou-se no Dartmouth College, em New Hampshire, nos Estados Unidos, um encontro entre grandes pesquisadores da área, com a participação de Allen Newell, Herbert Simon, Marvin Minsky e John McCarthy, entre outros. Nesta oportunidade, o termo Inteligência Artificial (IA) foi cunhado formalmente. Newell, Simon e Shaw tentaram neste mesmo período construir sistemas que manipulavam símbolos, ao invés dos baseados em números, o que gerou inúmeros estudos para incorporar inteligência às máquinas. Isto se refletiu em enormes mudanças na forma de conceber e utilizar a tecnologia para o ensino e a para a aprendizagem.

Com o surgimento formal desta tão complexa concepção, inúmeras dúvidas e desafios foram colocados perante os pesquisadores, muitos dos quais permanecem até hoje e continuam sendo objeto de continuados estudos. Um dos aspectos que merece consideração especial é o que se refere à própria definição de Inteligência Artificial, que para os seus pesquisadores permanece sem uma única intepretação, a qual é feita normalmente em função dos objetivos e metas pretendidos com a utilização deste campo de estudos. Reproduzem-se abaixo apenas algumas das conceituações mais conhecidas, como um referencial básico para o entendimento.

"Inteligência artificial é o estudo de conceitos que permitem aos computadores serem inteligentes (Winston, 1987)." "Inteligência Artificial é o estudo das faculdades mentais com o uso de modelos computacionais (Charniac & McDermott apud Barreto, 1997)."Inteligência Artificial é o estudo de como fazer os computadores realizarem coisas que, no momento, as pessoas fazem melhor (Rich & Knight, 1994)."

A Inteligência Artificial foi dividida em IAS (Inteligência Artificial Simbólica) e IAC (Inteligência Artificial Conexionista). Na IAS procurava-se, simplesmente, simular o comportamento inteligente, sem preocupar-se com suas causas responsáveis, ao passo que na IAC procurava-se modelar a estrutura cerebral do ser humano para, assim, obter-se a inteligência. Houve, no início, um maior desenvolvimento da IAS, defendida, a principio, por Marvin Minsky, tido por alguns autores como o pai da IA. A IAC, que baseava-se fundamentalmente em Redes Neuronais (RN), ficou em segundo plano. A partir da década de 60, e com maior intensidade mais recentemente, o rápido desenvolvimento da industria da informática, propiciando máquinas com maior capacidade de processamento, permitiu a criação de softwares mais complexos, a partir de novas arquiteturas. Assim, os cientistas da IA voltaram-se, também, para a IAC, intensificando suas pesquisas, notadamente em Redes Neuronais, onde destacaram-se os trabalhos de: Redes de Hopfield (Hoppfield, J. apud Barreto, 1997), Redes de Kohonen (Kohonen apud Barreto, 1997), Redes de Contraposição (Hecht-Nielssen apud Barreto, 1997) e outras. Pelos próprios fundamentos supramencionados, a expectativa é de que a IAC venha a encontrar uma aplicabilidade e uma efetividade muito maior no campo da educação.

Após estudos de alguns anos, em 1965, John McCarthy, dando praticamente início ao que se chamou de Computação Evolutiva, estabeleceu as bases de criação dos Algoritmos Genéticos. Tais algoritmos fundamentam seu funcionamento na Teoria da Evolução de Charles Darwin, e comportam-se à semelhança dos seres vivos, já que realizam processos de aperfeiçoamento nos quais só sobrevivem as melhores soluções. Foram desenvolvidos para auxiliarem na tentativa de resolução de problemas comuns aos seres humanos, e constituem, junto com os Sistemas Especialistas e as Redes Neuronais, os elementos mais importantes da Inteligência Artificial.

Imagina-se, desta forma, que a IA será a tecnologia para o desenvolvimento dos softwares do futuro, envolvendo o raciocínio humano, imitando-o e realizando interferências. Portanto, ao simular a inteligência humana através do software, as possibilidades de ensino e aprendizagem estarão aumentadas em centenas de vezes. Os sistema de IA armazenam e tratam com dados, adquirem, representam e manipulam conhecimentos, deduzindo e inferindo novos conhecimentos. Novas relações de fatos e conceitos são estabelecidas, a partir do conhecimento existente, utilizando-se métodos de representação e manipulação para a resolução de problemas, surgindo o conhecimento declarativo e procedimental. Portanto, a representação do conhecimento está intimamente relacionada com a forma de expressão da informação. Para John McCarthy, deve haver uma abordagem declarativa (lógica simbólica), pois acredita ele que os programas devem usar a linguagem da lógica matemática, já que a maior parte do conhecimento cotidiano das pessoas é declarativo.

A revolução tecnológica criada pela Inteligência Artificial está determinando uma nova ordem econômica e social nos mais variados campos da ação humana, essencialmente na área da educação. O desenvolvimento científico e tecnológico vem criando nos educadores a necessidade de adotar modelos de ensino que atendam às profundas modificações que a sociedade do início do novo século passa a exigir, onde a crescente perspectiva de diversificar os espaços educacionais revela um aprendizado sem fronteiras Observa-se que a partir dos anos sessenta iniciou-se uma busca de inserções das tecnologias na área da educação, das quais pode-se citar:

a) CAI (Computer Assisted Instruction) - É a chamada Instrução Assistida por Computador, onde se utiliza a instrução programada, cujo método educacional, influenciado pela Teoria Comportamentalista de Skinner, é a forma expositiva centrada no professor, e onde o aluno deve compreender a lição e depois responder as questões para reforçar sua aprendizagem.

b) ICAI (Inteligente Computer Assisted Instruction) - Após pesquisas e com a evolução da Inteligência Artificial, bem como da ciência cognitiva, houve um aumento da inteligência dos sistemas educacionais e a superação de algumas dificuldades. A possibilidade de um ambiente de aprendizagem computacional onde o aluno pode ter uma aprendizagem individualizada, personalizando a instrução através da modelagem do estudante, onde a forma de descoberta é centrada no aprendiz e os diálogos tutoriais são determinados pelo conhecimento conceitual e pelo comportamento da aprendizagem, motivam sobremaneira todos os pesquisadores, desenvolvendo enormemente a aplicação da Inteligência Artificial na educação.

c) STIs (Sistemas Tutoriais Inteligentes) - São sistemas educacionais que englobam a Inteligência Artificial, chamados de inteligentes e voltados para construção de outros sistemas para a área educacional.

O papel da Inteligência Artificial nos programas computacionais educativos pode ser resumido através do destaque de três alternativas de recursos;

a) a possibilidade de modelar o conhecimento;

b) a capacidade do sistema em resolver problemas que o aprendiz tem que resolver;

c) a viabilidade de o sistema conduzir as interações.

Principais aplicações da Inteligência Artificial

De acordo com Rabuske (1996), "algumas aplicações da IA tendem a se destacar, seja pela quantidade de esforço dispendido com o seu desenvolvimento, seja pela importância que estas aplicações tendem a assumir. Estes campos são: Sistemas Especialistas, Processamento de Linguagem Natural, Reconhecimento de Padrões, Robótica, Bases de Dados Inteligentes, Prova de Teoremas e Jogos." Praticamente todas estas alternativas encontram uso, em maior ou menor intensidade, de forma direta ou indireta, na área da educação.

Os Sistemas Especialistas (SE) são sistemas que fornecem informações peritas a respeito de assuntos especializados Na área dos diagnósticos médicos foi criado o Mycin, que veio a servir de base para o Guidon, programa que é um sistema tutorial especialista para ensino do diagnóstico de doenças infecciosas no sangue, conforme será mais detalhado em tópico apresentado na seqüência deste trabalho. Na área da Matemática, estes sistemas permitem também provar teoremas e efetuar derivações e integrações formais. No campo da Química, o estudo de novos compostos fica extremamente facilitado com o uso de SEs. No ensino em geral, o aluno pode aprofundar seus conhecimentos na sua área de interesse, abordando sistemas de sua área específica.

O processamento da linguagem natural é um dos grandes desafios na IA no tempo presente. Em alguns países, entretanto, mesmo ainda com algumas deficiências, já estão em uso programas que fazem a tradução automática de uma linguagem para outra. A linguagem humana já está sendo reproduzida de forma razoável, residindo o maior problema na tradução da fala humana, em virtude da forma contínua da expressão verbal, emendando umas palavras às outras. Vislumbra-se com facilidade, entretanto, os grandes incrementos de recursos que podem ser incorporados, de forma inquestionável, ao ensino de línguas estrangeiras com este uso da IA.

No campo da robótica, verifica-se nos dias de hoje que já há robôs que complementam a sua parte mecânica com dispositivos eletrônicos de suporte, constituindo uma espeçie de cérebro, onde são armazenados os conhecimentos. A parte de armazenamento de conhecimentos e sua execução é semelhante à efetuada em sistemas especialistas. Nas atividades de ensino em que há a necessidade de uma sistematização de procedimentos, para uma exemplificação repetitiva de atos e movimentos, como nas áreas de prevenção de acidentes, da educação física e da saúde, pode ser vislumbrada a utilidade da robótica.

As bases de dados inteligentes encontram-se ainda em estudos. A maioria dos sistemas de informação envolve grandes bases de dados. Se for associada a esta base de dados uma outra base de conhecimento, capaz de fazer raciocínios, gerando resultados impossíveis de serem obtidos de outra forma, ter-se-á então uma base de dados inteligente. A principal razão de interesse neste item é relativa à possibilidade do aumento de produtividade e funcionamento dos sistemas de informação, o que requer o tratamento da informação como se fosse conhecimento. Uma vez alcançado este estágio, é facilmente dedutível a grande vantagem para o ensino generalizado, pela possibilidade de serem alcançadas alternativas, experimentos e hipóteses totalmente novas, em relação ao conhecimento humano.

A prova de teoremas é uma aplicação tipicamente matemática, mas que pode alcançar um universo maior se analisada como uma metodologia de solução de problemas, e obviamente inserir-se aí na área da educação. Quanto ao reconhecimento de padrões, parece ser a aplicação da IA mais distante de uma eventual aplicabilidade na área educacional. Pode-se especular, entretanto, que em determinados tipos de conteúdos que exijam respostas padronizadas, estes sistemas poderiam inclusive vir a ser auxiliares dos professores nas correções de exercícios, trabalhos e testes.

Quanto aos jogos que podem ser montados a partir do emprego da Inteligência Artificial, não se pode esquecer o papel que a atividade lúdica sempre desempenhou na vida humana. Embora relegada a um papel minimizado na escola contemporânea, deve ser resgatada, no sentido de se modificar o paradigma educacional atual, e a contribuição dos jogos é fundamental como colaboração as aspecto construtivista do ensino, a par de representar uma metodologia atraente e diversificada, que normalmente encontra receptividade no corpo discente. Na montagem dos jogos computacionais, cada vez mais ligados às atividades específicas de cada matéria, pode ser encontrado um rico filão de aplicações da IA na área educacional.

Os sistemas tutoriais inteligentes

Os Sistemas Tutoriais Inteligentes (STIs) utilizados na educação são listados e conceituados por Chaiben (1999), como simuladores do processo do pensamento humano, auxiliando na solução dos problemas ou na tomada de decisões .

Para Jonassen (1993) apud Chaiben (1999), considera-se inteligente o sistema tutorial quando ele possui as seguintes características:

a) o conteúdo do tema é codificado de modo que o sistema pode acessar as informações, fazer inferências ou resolver problemas;

b) o sistema é capaz de avaliar a aquisição desse conhecimento pelo estudante;

c) as estratégias tutoriais são projetadas para reduzir a discrepância entre o conhecimento do especialista e o conhecimento do estudante.

O grande objetivo dos STIs é a comunicação do conhecimento ou das habilidades do especialista para que o estudante, em seu domínio, possa resolver os seus problemas. Neste sentido, as operações do processo são determinadas pelos modelos enumerados a seguir.

a) O Modelo do Especialista - É a base do conhecimento que o estudante deve ter para que possa aprender e resolver o problema proposto. Desta forma o modelo tem a função de fonte do conhecimento para o aluno, bem como oferece o padrão para a avaliação de desempenho por parte do estudante, ou seja, é o objeto da comunicação.

b) O Modelo do Estudante - Para que se personalize e se tenha um sistema inteligente, os STIs devem ter a máxima capacidade de modelar o conhecimento do estudante, conhecendo-o da forma mais próxima do real. Deve abranger aspectos do conhecimento e a capacidade de comportamento do aprendiz, que tenha como conseqüência o desempenho e a aprendizagem.

c) O Modelo Pedagógico - É o conjunto de técnicas e os métodos didáticos utilizados no processamento da comunicação do conhecimento. Várias teorias foram já desenvolvidas, mas nenhuma foi aceita totalmente como modelo de cognição. Este modelo deve ter os conhecimentos necessários para tomar as decisões e ações sobre as quais o modelo de ensino deve ser empregado, dentre os disponíveis no sistema, e dependem do processo de diagnósticos. O modelo pedagógico decide o momento e o conteúdo das ações didáticas, bem como a forma de apresentá-las. Depende sempre dos fatores apresentados e não deve interferir na motivação do estudante, além de ter que deixá-lo descobrir, o que requer grande versatilidade do processo pedagógico.

d) O Modelo da Interface com o Estudante - Tem por objetivo a relação entre a utilização do sistema e a eficiência e eficácia, e onde a interface deve ser construída de modo tal que o usuário não necessite estudá-la para o uso, ou seja, deve ser no mínimo intuitiva. A interface é a responsável pela comunicação de entrada e saída, nas duas direções, interagindo e fazendo as representações de maneira compreensível ao estudante, complementando os dados para o processo de aprendizagem.

Wenger (1987) apud Chaiben (1999) relaciona vários Sistemas Tutoriais Inteligentes, dentre os quais podem ser enumerados alguns, de acordo com a relação a seguir, com as suas principais características.

1. SCHOLAR

a) inclui a modelagem do conteúdo;

b) é empregado para o ensino de geografia da América do Sul;

c) utiliza o conhecimento representado em redes semânticas;

d) é a primeira versão do chamado método overlay;

e) possibilita ao estudante alterar o modo de controle para o diálogo (o sistema pode responder a questões, conduzir um diálogo, assumir o comando e fazer perguntas);

f) faz uso de procedimentos de interferência para uma interação tutorial simples.

2. SOPHIE (Sophisticated Instructional Environment)

a) é um sistema ICAI (Intelligent CAI);

b) cria um ambiente de aprendizagem desafiando a exploração de idéias sobre conjecturas ou hipóteses para resolução de problemas;

c) é um ambiente de aprendizagem que tem relação de um-para-um com o especialista baseado em computador, auxiliando no surgimento das idéias do estudante, experimentando e modificando se necessário.

3. WEST (How the was won)

a) é um jogo educacional para computador;

b) cria um ambiente de aprendizagem reativo;

c) tem como propósito do jogo exercitar técnicas de aritmética com exemplos concretos;

d) tem o Coach (treinador) baseado na idéia de Issues (temas) e Examples (exemplos), determinando o que o estudante conhece, quando interromper e o que dizer, para auxiliar o jogador a melhorar o seu desempenho.

4. GUIDON

a) é um sistema tutorial especialista para ensino do diagnóstico de doenças infecciosas no sangue;

b) foi desenvolvido a partir da base de conhecimento do Mycin (SE diagnosticador médico);

c) tem uma base de conhecimento altamente provida;

d) utiliza método de casos, diálogo de iniciativa mista e concentra-se sobre casos específicos para transmitir o conhecimento do Mycin aos estudantes, num contexto de resolução de problemas reais;

e) tenta transformar um Sistema Especialista em um tutor inteligente;

f) identifica e faz o tratamento, separando os diferentes conhecimentos.

5. HYDRIVE (Hydraulics Interactive Video Experience):

a) é um sistema tutor inteligente;

b) incorpora multimídia para resolver problemas do sistema hidráulico de um F-15;

c) utiliza-se de um disco laser externo, e seu conteúdo é representado na base de dados de conhecimento utilizada pelo sistema;

d) seu objetivo é instruir os técnicos de vôo para a solução de problemas complexos;

e) pode apresentar instruções reais utilizando-se de vídeos;

f) utiliza-se de três elementos em seu ambiente de implementação: C, IL (Interface Language) e Arity Prolog.

Considerações finais

A evolução da tecnologia vem provocando uma revolução na legislação, administração do ensino, e conseqüentemente, no conhecimento. O acesso à Internet, a disseminação do uso da computador e os softwares com IA estão possibilitando mudar a forma de produzir, armazenar e disseminar a informação. As fontes de pesquisa abertas aos alunos pela Internet, as bibliotecas digitais em substituição às publicações impressas e os cursos a distância vêm crescendo gradativamente. Diante disso, escolas e universidades estão iniciando o processo de repensar suas funções e metodologias de ensino-aprendizagem.

A informatização da educação é irreversível. Ramos (1996) bem já afirmava: "No início da década de 80 havia o anseio de que esta tecnologia poderia produzir a massificação do ensino (eliminação da figura do professor), ou que em idades muito tenras pudesse levar à aceleração indevida dos estágios de desenvolvimento cognitivo, com conseqüências graves e desconhecidas. {...} Hoje este discurso já está ultrapassado, pois a debilidade de todos estes argumentos já foi largamente demonstrada." Desta forma, caberá a cada um a dinamização e a democratização da educação, onde ter-se-á a resolução de problemas como foco principal, mas não único, para a construção de pessoas e alunos mais capazes e criativos, com uma educação mais fortalecida, contribuindo sobremaneira com a evolução de toda a espécie.

A utilização da IA no processo de informatização educacional é de fundamental importância. Se atingidos os objetivos propostos, onde cada parte é responsável por uma parcela do todo e deve sentir-se detentora de possibilidades de transformação, o aprender a aprender será uma meta inequívoca para o ensino e a aprendizagem.

Devemos, portanto, debater constantemente a implantação de políticas, estratégias e formas de implementação da informática educacional, para o desenvolvimento e disseminação de propostas de trabalhos utilizando os meios eletrônicos de informação e os meios de comunicação. É necessário refletir, para que a tecnologia possa de fato contribuir para a formação de indivíduos competentes, críticos, conscientes e preparados para a realidade em que vivem. Trabalhos futuros deverão observar com mais profundidade a interferência efetiva da IA no cotidiano do professor e do aluno, já que este artigo pretendeu apenas levantar um pouco da história e do que defendem alguns pensadores da área, para incentivar as reflexões a este respeito..

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