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Guia para a IA na Educação

O Guia Definitivo sobre IA na Educação: Benefícios, Desafios e Usos no Mundo Real (2024)

“A Inteligência Artificial (IA) tem o potencial de influenciar praticamente todos os aspectos da educação e da sociedade à medida que se expande rapidamente tanto dentro quanto fora da escola.” Esta frase abre o relatório da CoSN intitulado “Inteligência Artificial (IA) na Educação K-12”. À medida que a educação evolui rapidamente, a IA desempenhará um papel crescente na personalização da educação, no suporte ao desenvolvimento do currículo e na promoção de experimentações com novos estilos de ensino e aprendizagem.

Como ocorre com a introdução de qualquer nova tecnologia, as capacidades da IA devem ser acolhidas com cautela. Todos os envolvidos no espaço da educação K-12 estão esperando para ver como a IA impactará alunos e professores, e todos têm a responsabilidade de canalizar as habilidades produtivas da IA enquanto guardam ativamente contra armadilhas como conteúdo impreciso, viés, plágio ou preocupações com a cibersegurança.

Enquanto isso, a IA oferece oportunidades ilimitadas. Estas incluem novas formas de interação — que podem ser particularmente inovadoras para programas de educação especial e alunos multilíngues — para facilitar a comunicação, adaptações de aprendizagem personalizadas, ciclos de feedback aprimorados e tutoria individualizada com “companheiros de estudo” são apenas algumas das maneiras como a IA está transformando o cenário K-12.

O que é Inteligência Artificial na Educação?

Inteligência artificial ou IA na educação refere-se ao uso de aprendizado de máquina, processamento de linguagem natural e outras técnicas de IA para facilitar o ensino e a aprendizagem. Ela pode ser canalizada para melhorar o engajamento dos alunos, personalizar a aprendizagem, acelerar tarefas administrativas, gerar currículos, fortalecer ciclos de feedback e fornecer suporte individual aos alunos, entre outros usos.

10 Vantagens da IA na Educação

Embora a IA seja uma tecnologia relativamente nova, ela já está sendo implementada na educação de maneiras significativamente transformadoras. Aqui estão dez vantagens da IA na educação:

IA Personaliza a Educação

A IA pode ler o histórico acadêmico de um aluno e fornecer conteúdo personalizado com base em padrões de dados. Tudo o que você precisa fazer é pedir!

IA Automatiza Tarefas para Professores e Administradores

Educadores em todos os papéis escolares podem descarregar tarefas administrativas para economizar tempo valioso, como postar tarefas, enviar e-mails, avaliar o domínio dos alunos e analisar tendências.

IA Oferece Conteúdo Educacional Inteligente

Professores e alunos podem se beneficiar ao pedir que a IA gere conteúdo envolvente e informativo. Os professores podem gerar planos de aula ou unidades inteiras em muito menos tempo do que normalmente levaria para criar uma nova unidade curricular.

IA Melhora a Acessibilidade e a Equidade na Educação

Independentemente de onde um aluno esteja no mundo, ele pode acessar instruções de alta qualidade — e até mesmo traduzi-las — o que melhora a equidade educacional. Indivíduos com deficiência visual ou auditiva podem usar ferramentas de conversão baseadas em IA para alterar o conteúdo para um formato mais acessível.

IA Ajuda a Fechar Lacunas de Habilidades na Educação

Com a IA, os alunos do K-12 podem trabalhar na melhoria de habilidades sem precisar pedir ao professor que crie materiais de prática adicionais.

IA Oferece Feedback Baseado em Dados para Alunos

O sistema de feedback baseado em dados da IA permite uma comunicação transparente entre professores, famílias e alunos. Pode melhorar a satisfação dos alunos, reduzir ou eliminar vieses e identificar quais alunos ainda não estão atendendo aos padrões de conteúdo. Ao sintetizar seus dados rapidamente, pode manter todos os membros da comunidade escolar atualizados sobre tendências para indivíduos ou em todo o distrito.

IA Complementa os Professores

Educadores são insubstituíveis, e a IA para a educação é uma parceira complementar para esta arte humana. Para escolas com falta de pessoal, a IA pode ajudar a tutorar alunos ou sugerir PD para professores com base nas observações dos coaches instrucionais.

IA Oferece Tutoria 24/7

Uma aplicação popular da IA nas escolas é o “companheiro de estudo” ou “robô tutor”. Assistentes conversacionais de IA podem fornecer atenção individualizada aos alunos quando eles não têm com quem falar. Os chatbots são muito mais sofisticados do que no passado. Eles podem responder perguntas dos alunos, analisar respostas para precisão e até sugerir melhorias com base nos dados de desempenho anteriores de cada aluno.

IA tem Sistemas de Aprendizado Seguros para Privacidade de Dados

A privacidade dos dados dos alunos é uma preocupação primordial para todas as organizações educacionais. Soluções descentralizadas baseadas em IA melhoram a cibersegurança e a proteção de dados.

IA Oferece Integridade na Avaliação Educacional

A IA para a educação pode monitorar alunos enquanto eles fazem avaliações online — como observar o uso do navegador da web e acessar sua câmera e microfone — para proteger contra comportamentos suspeitos. Pode rapidamente informar professores ou supervisores sobre problemas e compartilhar dados sobre tendências observadas com alunos individuais.

4 Desafios e Preocupações em Relação à IA na Educação

Embora a IA na educação ofereça inúmeras vantagens, o uso responsável da IA significa estar ciente de possíveis preocupações.

Privacidade

Mesmo seguindo as melhores práticas de cibersegurança, não há garantia de proteção total contra um ataque cibernético. As empresas que produzem produtos de IA devem atender aos padrões de segurança da indústria para garantir o uso adequado dos dados e do conteúdo processado pela tecnologia de IA.

Equidade

Embora a IA possa levar conteúdo instrucional para qualquer lugar do mundo, um usuário precisa de acesso à internet para interagir com a ferramenta. Isso coloca um fardo adicional em comunidades que já estão com poucos recursos — e potencialmente as deixará ainda mais atrasadas.

Papéis dos professores

Embora a IA de forma alguma substituirá os professores humanos, ela mudará o papel do professor como o entendemos atualmente. Há certa ansiedade sobre como será o ensino em uma sala de aula impulsionada por IA.

Ética

O uso ético da IA, como o viés algorítmico, é uma preocupação. Isso ocorre quando o algoritmo produz resultados sistematicamente tendenciosos devido a suposições falsas no processo de aprendizado de máquina.

Como a IA personaliza a aprendizagem?

A IA personaliza a aprendizagem de maneira semelhante a como os professores fazem: adaptando o conteúdo e as experiências educacionais para melhor atender às necessidades e preferências individuais dos alunos. Aqui estão algumas maneiras pelas quais a IA faz isso.

Aprendizagem Adaptativa e IA

Os sistemas de IA usam análise de dados e aprendizado de máquina para avaliar o desempenho acadêmico passado de um aluno e seu estilo de aprendizagem. Com base nesses dados, o sistema pode ajustar o nível de dificuldade das tarefas e adaptar o conteúdo para corresponder ao nível de habilidade atual do aluno. Se um aluno se destacar em uma área específica, o sistema pode fornecer material mais desafiador e, se tiver dificuldades, pode oferecer recursos adicionais escalonados.

Criação de Conteúdo Personalizado e IA

A IA pode gerar materiais de aprendizagem personalizados, como questionários, flashcards e até aulas inteiras adaptadas às forças e fraquezas de um aluno. Essa personalização garante que os alunos se concentrem nos tópicos em que mais precisam de ajuda, maximizando a eficiência da aprendizagem.

IA e Experiências Interativas

Ferramentas interativas impulsionadas por IA, como realidade virtual e gamificação, envolvem os alunos de maneira mais personalizada e dinâmica. Essas experiências se adaptam ao progresso e às preferências do aluno, criando um ambiente de aprendizagem mais imersivo e agradável.

Análise de Dados, Análise Preditiva e IA

A IA pode analisar rapidamente uma vasta quantidade de dados dos alunos para obter insights sobre seus padrões de aprendizagem e progresso. Essa análise permite que os educadores intervenham conforme necessário, fornecendo suporte extra ou desafios adicionais quando veem que um aluno está tendo dificuldades ou se destacando. A análise preditiva também pode prever o desempenho futuro de um aluno e ajudar os educadores a tomar medidas proativas e oportunas.

Aplicações do Mundo Real da IA na Educação Hoje

A IA já está fazendo a diferença na educação K-12. Aqui estão alguns exemplos de como está sendo usada hoje.

IA para Tradução e Aprendizado de Línguas

Ferramentas de tradução baseadas em IA quebram barreiras linguísticas. Alguns aplicativos usam algoritmos de IA para personalizar o aprendizado de línguas para seus usuários, coletando dados sobre pontos fortes, fracos e padrões de aprendizagem dos alunos, para que o sistema de IA possa adaptar lições e exercícios de acordo. Por exemplo, se um usuário tiver dificuldade em conjugar verbos no tempo correto, a IA pode gerar mais exercícios práticos e fornecer feedback e sugestões direcionadas.

Agora que muitos cursos estão disponíveis gratuitamente online, os alunos podem usar a IA para traduzir o conteúdo para seu idioma preferido. Se alguém na Etiópia quiser fazer um curso de panificação pelo MasterClass, pode usar a IA para traduzir as instruções de inglês para amárico ou oromo.

Escrita e IA

A IA pode fornecer instruções de gramática e estilo para ajudar os escritores a melhorar suas habilidades de escrita. Se você já usou o Grammarly, você já utilizou uma ferramenta de IA que visa ajudá-lo a escrever conteúdos de maior qualidade em menos tempo.

A IA também pode detectar plágio em redações, aplicar objetivamente rubricas para avaliar trabalhos escritos e expandir o vocabulário dos alunos.

IA e Educação Infantil

Brinquedos e aplicativos impulsionados por IA ajudam nossos alunos mais jovens a desenvolver habilidades motoras e cognitivas usando estímulos táteis, visuais ou auditivos para encorajar movimentos ou tarefas específicas. Com jogos e atividades interativas, a IA pode ajudar as crianças a entender conceitos como causa e efeito, sequências e padrões.

Por exemplo, o Buddy AI é um aplicativo desenvolvido para iPad que ajuda as crianças a se prepararem para a escola com jogos de aprendizagem precoce baseados em voz. Buddy é ideal para crianças de 3 a 8 anos e ensina habilidades essenciais de comunicação e conceitos de educação precoce através de uma mistura divertida de jogos baseados em voz, desenhos animados e atividades.

IA e Ensino

A IA pode gerar planos de aula, criar materiais de tarefas e avaliações e até ajudar os professores a se comunicarem com os pais, enviando atualizações regulares sobre o desempenho. Ela também pode ajudar a coletar dados que ajudam os professores a entender melhor o que seus alunos estão interessados, tornando mais fácil para eles projetar aulas envolventes. Algumas plataformas impulsionadas por IA podem criar apresentações interativas para professores, adicionando enquetes, perguntas abertas e até uma ferramenta de desenho. Isso economiza o tempo valioso de preparação das aulas dos professores.

Tutoria e IA

É impossível para um professor dar atenção individualizada suficiente a todos os seus alunos. Felizmente, a IA é altamente capaz nesta área e pode fornecer ajuda específica aos alunos. Tutores virtuais podem orientar os alunos a se concentrar nos tópicos onde mais precisam de ajuda — e fornecer feedback e suporte em tempo real com linguagem natural.

A PowerSchool usa IA?

A IA da PowerSchool capacita os educadores a personalizar a educação, ajudando os alunos a aprender da maneira que é melhor para eles.

Nosso novo assistente de IA é o PowerSchool PowerBuddy™. Esta ferramenta de IA conversacional entende suas perguntas e oferece respostas com base em seu papel e necessidades. O PowerBuddy é construído sobre nossos princípios de IA Responsável para ajudar cada aluno, pai, educador, conselheiro e administrador a acessar orientação, informações e recursos personalizados ao seu alcance, ajudando os alunos a receber o suporte social, emocional e acadêmico mais adequado de uma maneira nunca antes experimentada.

Outros dois produtos baseados em IA, PowerSchool Connected Intelligence K-12 e PowerSchool ContentNav, ajudam os professores a entender o domínio de conteúdo dos alunos, gerar insights de desempenho preditivos, projetar caminhos de aprendizagem personalizados, reforçar o conhecimento de conceitos e recomendar planos de pós-graduação.

Saiba como a PowerSchool aproveita o poder da IA para a educação para ajudar os alunos a perceberem seu potencial ilimitado para aprender.

6 Princípios Orientadores do Uso da IA pela PowerSchool

Seis princípios orientam a metodologia de IA da PowerSchool para garantir que mantenhamos uma abordagem consciente e responsável em relação a esta tecnologia.

Centrada no ser humano

Por sua própria natureza, a educação sempre terá um elemento humano significativo. A tecnologia complementa o que as pessoas fazem — não as substitui. Projetamos soluções de IA-ML de acordo para aprimorar e auxiliar práticas educacionais em todos os níveis.

Construída com equidade e eliminação de viés

Construímos observabilidade para detectar e identificar viés em dados e algoritmos para reduzir e eliminar viés de nossas aplicações. Não reforçaremos viés injusto contra características dos usuários, como raça, etnia, gênero, nacionalidade, renda, orientação sexual, capacidade e crenças políticas ou religiosas.

Governança rigorosa de dados, privacidade e segurança

Seguimos processos e controles rigorosos, incluindo a proteção da privacidade dos dados dos alunos, segurança contra ataques adversários e mascaramento de dados PII (Informações Pessoalmente Identificáveis) ao longo do desenvolvimento do modelo e do ciclo de vida de implementação. Usaremos planos de teste bem definidos e processos rigorosos de garantia de qualidade (QA) antes de liberar modelos de IA para produção.

Transparência e controle do usuário

Permitiremos que cada sistema escolar use controles e permissões de aplicação para decidir quem pode acessar quais dados e quando os usuários podem usar um determinado elemento de IA-ML. Garantiremos que algoritmos, entradas e saídas sejam transparentes, justos, explicáveis e interpretáveis.

Equidade digital e acessibilidade

Garantiremos que nossas aplicações sejam projetadas e implementadas para evitar discriminação e promover acesso e oportunidades iguais para todos os alunos, independentemente de sua origem ou características.

Uso ético

Garantiremos que as instituições educacionais possam aproveitar o potencial da IA de maneira ética e responsável, promovendo um ambiente de aprendizagem seguro, inclusivo e eficaz para todos os alunos.

A IA da PowerSchool é o Futuro dos Dados

A IA é tão boa quanto os dados por trás dela. A PowerSchool fornece a camada fundamental para trazer IA diretamente para seus dados K-12 sem ter que correr o risco de mover seus dados para um sistema de IA. Centralizando conscientemente os dados com segurança, governança e privacidade integradas, aceleramos a inovação em direção ao futuro enquanto protegemos contra riscos de cibersegurança.

A IA da PowerSchool permite que educadores, alunos, administradores e pais experimentem o ensino e a aprendizagem personalizados com eficiência incomparável, pavimentando o caminho para um futuro onde cada aluno possa ter sucesso.