Inteligência Artificial na educação: benefícios e desafios

A Inteligência Artificial (IA), em especial a IA generativa, está se popularizando rapidamente e transformando diversas áreas da sociedade, inclusive a educação. Quais são os benefícios e os riscos da Inteligência Artificial na educação?

O trabalho dos professores e dos gestores escolares está ameaçado? Como os estudantes devem utilizar ferramentas como o ChatGPT (se é que devem)?

Vamos responder essas e outras questões ao longo deste artigo. Leia até o final para ficar por dentro deste assunto, que é um dos mais falados atualmente.

O que é Inteligência Artificial?

Nas palavras do cientista de computação que criou o termo, John McCarthy, Inteligência Artificial é “a ciência e engenharia de produzir sistemas inteligentes”.

Embora a ideia que John McCarthy tinha de IA em 1962, quando criou esse ramo da computação, possa estar aquém do que ela se tornou hoje, o conceito continua o mesmo.

Inteligência Artificial é a tecnologia empregada para fazer máquinas se comportarem como humanos na realização de atividades manuais, tomada de decisões, compreensão de dados e até a criação de conteúdo (inovação mais recente).

E como tudo isso é possível? Simplificando, as máquinas são munidas de dados e programadas para aprender com eles, dividindo as informações em camadas e reconhecendo padrões.

Com o passar dos anos, a Inteligência Artificial foi evoluindo, dando origem a vários tipos de IA. Dentre elas, podemos destacar:

• IA Generativa: gera novos conteúdos (como imagens, textos e músicas) a partir de um conjunto de dados de treinamento, seguindo os padrões aprendidos. Exemplos: ChatGPT, DALL-E e tutores virtuais.
• IA Discriminativa: classifica dados em categorias predefinidas com base em recursos específicos. É capaz de detectar objetos, reconhecer padrões, coletar, analisar e apresentar informações. Exemplos: reconhecimento facial, plataforma de aprendizagem adaptativa e plataforma de dados escolares.
• IA Reativa: lida apenas com informações atuais e não mantém uma memória dos dados anteriores. Ela toma decisões com base em regras predefinidas e não é capaz de aprender ou se adaptar a novas situações.
• IA Baseada em Conhecimento: utiliza um banco de dados de conhecimento humano para tomar decisões e resolver problemas, usando regras lógicas. Exemplo: sistema de diagnóstico médico.
• IA de Aprendizado de Máquina (ou Machine Learning): consegue aprender e melhorar continuamente com base em dados. Seu aprendizado pode ser supervisionado, não supervisionado ou por reforço. Exemplo: sistema de identificação de e-mails spam.
• IA de Aprendizado Profundo (ou Deep Learning): subcampo do Aprendizado de Máquina, utiliza redes neurais artificiais profundas para aprender representações de dados complexos. Exemplos: reconhecimento de imagem e fala, tradução automática e processamento de texto.
• IA de Processamento de Linguagem Natural (NLP): se concentra na interação entre computadores e linguagem humana. Exemplos: chatbots, assistentes virtuais, tradução automática e análise de sentimentos. 
• IA Autônoma: capaz de operar de forma autônoma e tomar decisões sem intervenção humana. Exemplos: carros autônomos.

Quais mudanças a Inteligência Artificial está gerando na educação?

Se, por um lado, a Inteligência Artificial tem trazido melhorias para o processo educacional, por outro ela também traz riscos e desafios para as escolas.

Segundo o educador e mestre em Informática Roger Finger, a Inteligência Artificial pode ajudar o professor a elaborar questões, fazer o planejamento de aulas e avaliar o desempenho dos estudantes.

Uma pesquisa realizada nos Estados Unidos mostrou que:

• 40% dos professores usam o ChatGPT semanalmente para preparar as aulas;
• 76% dos docentes e 65% dos alunos concordam que a integração da ferramenta nas escolas será importante para o futuro;
• 75% dos estudantes acham que o ChatGPT pode ajudá-los a aprenderem mais rápido;
• e 79% dos alunos preferem ter um professor que trabalhe com as novas tecnologias do que um professor com medo delas.

Para o aluno, a IA facilita a pesquisa e a aquisição de conhecimento. Mas isso não significa substituição do papel do professor. Muito pelo contrário: ensinar os alunos a lidar com essa tecnologia é mais uma tarefa do docente na atualidade.

Hoje, o papel do professor não é de mero transmissor de informações, e sim de mediador e apoiador no processo de aprendizagem. 

Da mesma forma, a atribuição da escola, no que tange à formação dos estudantes,  é muito mais complexa que o fornecimento de conhecimento técnico. Ela deve desenvolver o raciocínio lógico, a empatia, a ética e o senso crítico.

Continue a leitura para compreender todos os benefícios e riscos gerados pela Inteligência Artificial na educação.

Benefícios da IA para a educação

Confira abaixo as melhorias proporcionadas pela Inteligência Artificial na educação:

Ensino personalizado

Um dos principais benefícios da Inteligência Artificial na educação é a personalização do ensino, como pontuou o cientista da Educação João Fernando Costa Júnior.

A IA permite que os alunos aprendam no seu próprio ritmo e de acordo com suas necessidades individuais, criando uma jornada de aprendizagem única.

Isso é possível por meio de plataformas de aprendizagem adaptativa, como o Aprimora, que coletam dados do usuário e adaptam automaticamente os conteúdos de acordo com o nível de proficiência daquele estudante.

Essa tecnologia educacional traz dinamicidade ao processo de ensino e tem grande potencial para ajudar alunos com dificuldade de aprendizagem.

Além disso, a Inteligência Artificial pode auxiliar o professor a criar diferentes variações de uma mesma aula, tendo como alvo estilos de aprendizagem diferentes.

Por exemplo, ele pode adaptar uma aula oral para o modelo de aprendizagem visual com diagramas e imagens criadas por IA. Assim, uma mesma aula pode atender dois tipos de alunos.

Novas ferramentas de pesquisa para os alunos

A IA generativa facilitou ainda mais o processo de pesquisa dos estudantes. O que antes exigia uma visita demorada à biblioteca e depois uma leitura de minutos em alguns sites da Internet, hoje pode ser resolvido em poucos segundos depois de uma pergunta ao ChatGPT.

“A diferença entre essa ferramenta e as outras que vieram antes é que ela entrega tudo muito mastigado”, explicou Roger. “Ela vai ser uma ferramenta de trabalho e estudo. Teremos que aprender a usar, mas também entender que ela não é perfeita”.

Aprendizado em qualquer hora e em qualquer lugar

Outra mudança que a IA trouxe para a educação, assim como outras tecnologias digitais, foi a oportunidade de aprender em qualquer lugar e em qualquer momento. 

Embora a informação não seja sinônimo de conhecimento, com certeza ela é uma integrante importante desse processo. E, com essas ferramentas em mãos, fica muito mais fácil aprender sobre vários assuntos – desde curiosidades e fatos históricos até pensamentos predominantes de uma escola filosófica.

Conexão com outras culturas e idiomas

Outra vantagem da Inteligência Artificial na educação é a conexão facilitada com outras culturas e idiomas. 

Os novos sistemas de tradução baseados em IA estão conseguindo produzir resultados mais precisos, o que permite o acesso a literaturas estrangeiras e a comunicação em tempo real com estudantes e profissionais de outros países. 

Automação das avaliações

O processo de avaliação escolar também é beneficiado com a Inteligência Artificial. As plataformas escolares coletam dados de aprendizagem dos estudantes por meio de atividades, leituras e testes online. 

O sistema não só dispensa a correção manual das avaliações como também gera feedback automático para os alunos e relatório de resultados para os professores e gestores da escola. 

“A inteligência artificial pode ser utilizada para reduzir os custos do ensino através da automação de processos de avaliação. Isso pode incluir a correção automática de provas e a análise de trabalhos escritos, reduzindo a carga de trabalho dos professores e melhorando a eficiência do processo de avaliação”, explicou João Fernando. 

Gestão escolar data-driven

Relacionado ao último tópico, a Inteligência Artificial na educação favorece o Learning Analytics. Isso porque as plataformas educacionais coletam, analisam e apresentam em dashboards intuitivos diversos dados sobre os estudantes, como:

• nível de engajamento na plataforma (quantidade de atividades feitas, páginas lidas ou tempo de videoaula assistida, por exemplo);
• frequência escolar;
• nível de proficiência por componente curricular;
• perfil socioemocional e comportamental;
• áreas do conhecimento com maior e menor desempenho.

Ter clareza sobre essas informações auxilia a escola no acompanhamento pedagógico e no combate à evasão.

“A análise de dados de desempenho e comportamento dos estudantes pode ajudar a identificar alunos que estão em risco de abandonar o curso ou que estão enfrentando dificuldades específicas, permitindo que a instituição ofereça suporte personalizado e intervenções mais eficazes”, indicou João Fernando.

Riscos da IA para a educação

Agora, veja abaixo os principais desafios desencadeados pela Inteligência Artificial na educação:

Facilitação do plágio

Em geral, as ferramentas de IA generativa não citam as fontes dos seus dados. Por isso, ao utilizar textos ou imagens geradas por essas ferramentas, o usuário pode facilmente cometer um plágio.

Em 2023, no Reino Unido, pelo menos 146 universitários tiveram seus exames zerados após detecção de plágio nos trabalhos acadêmicos, devido ao uso do ChatGPT.

É importante lembrar que plágio é a cópia integral ou parcial de uma obra, de forma direta ou indireta. Trata-se de uma prática criminosa, conforme a Lei Nº 9.610.

Para evitar essa conduta, os alunos devem perguntar às ferramentas de IA quais foram as fontes usadas (ou pesquisá-las manualmente) e depois citá-las em seus trabalhos. Quanto às imagens, é necessário informar, na legenda, que elas foram geradas por IA.

Já o professor precisa conscientizar os estudantes sobre o plágio, orientá-los quanto à maneira correta de citar autores e usar ferramentas de detecção de plágio.

Desinformação e disseminação de notícias falsas

As ferramentas de pesquisa alimentadas por IA geram textos baseados em seus bancos de dados. Elas são treinadas para emitir respostas verossímeis, que reúnam elementos frequentemente citados por diversas fontes. Porém, nem sempre essas informações são verdadeiras.

O próprio ChatGPT, em sua tela inicial, alerta o usuário sobre isso: “ Cheque seus fatos. Embora tenhamos garantias, o ChatGPT pode fornecer informações imprecisas”.

Já os softwares geradores de imagem facilitam a propagação de imagens falsas, como aconteceu com a foto do Papa Francisco, vestindo um casaco branco, e a do Donald Trump, sendo perseguido por policiais – ambas mundialmente disseminadas.

Por isso, é necessário ensinar as crianças a checarem as informações em fontes confiáveis e reconhecerem imagens falsas com algumas técnicas específicas. Os estudantes precisam desenvolver o senso crítico para avaliar esses conteúdos gerados por Inteligência Artificial.

Aprofundamento da desigualdade educacional

A Unesco alertou que o uso intensivo de tecnologias digitais (incluindo a Inteligência Artificial) pode agravar a desigualdade na educação: 

“Grupos desfavorecidos possuem menos aparelhos, estão menos conectados à internet e têm menos recursos em casa. O custo de boa parte das tecnologias está diminuindo rapidamente, mas ainda é muito elevado para alguns. Núcleos residenciais com melhores condições podem adquirir tecnologia primeiro, o que lhes dá mais vantagens e aumenta as disparidades”, afirmou o Relatório de Monitoramento Global da Educação 2023.

Como a maioria das ferramentas de Inteligência Artificial só funcionam online, a falta de conexão à Internet é um grande desafio. Além disso, nem todos os estudantes possuem dispositivos (celulares, notebooks ou tablets) e habilidades digitais para acessar a tecnologia. 

Dependência excessiva

Há também o risco de os estudantes se acostumarem demais com as ferramentas de Inteligência Artificial e dependerem exclusivamente delas. Como consequência, podem ser prejudicadas a criatividade, a originalidade de pensamento, a autonomia e a interação com outras pessoas.

A curiosidade e a vontade de estudar, descobrir e explorar são essenciais para a aprendizagem. Os especialistas temem que o uso excessivo da Inteligência Artificial possa enfraquecer esses estímulos, deixando os alunos mais passivos. 

“As inteligências artificiais generativas, aquelas que geram texto e imagem, podem enganar muito facilmente e trazer um certo sentimento de preguiça no desenvolvimento educacional. Então, por que você vai ler um texto se você pedir para a IA resumir aquilo para você?”, questionou a pesquisadora Tainá Aguiar Junquilho, em entrevista à Folha de São Paulo. 

Aprendizagem mecânica

Associada a essa dependência excessiva, o uso intensivo da Inteligência Artificial pode levar a uma aprendizagem mecânica, marcada por repetições e reprodução de textos, sem reflexão aprofundada sobre o assunto.

Como explicou o professor Marco Antonio Moreira, no IV Encontro Internacional sobre Aprendizagem Significativa, a aprendizagem significativa só acontece quando o aluno é capaz de explicar um novo conhecimento com suas próprias palavras e mostra um esforço deliberado para aprender, tanto cognitiva quanto afetivamente.

Essas duas atitudes são colocadas em risco quando o estudante manipula ferramentas de Inteligência Artificial generativa de forma passiva e automática.

Discriminação

Os conteúdos gerados por Inteligência Artificial frequentemente reproduzem preconceitos discriminatórios. 

Um teste realizado pelo Comitê Permanente pela Promoção da Igualdade de Gênero e Raça, do Senado Federal, mostrou que mais de 77% dos resultados de busca na Internet por “homem foto” eram imagens de pessoas brancas. Na pesquisa por “mulher foto”, a porcentagem aumentou para 92%.

“O algoritmo, a inteligência artificial por trás dos mecanismos de busca, apresentam como “homem padrão” e “mulher padrão” o “homem jovem branco europeu” e a “mulher jovem branca europeia”, reforçando, neste exemplo, o racismo estrutural”, escreveu Devair Sebastião Nunes, coordenador de grupo do trabalho do comitê.

“Quando falamos de um sistema que é treinado por dados, precisamos entender que esses dados já possuem vieses, uma vez que são formados por informações existentes em diferentes espaços. Essas informações, muitas vezes, já são carregadas de preconceito. A desigualdade já existe nos dados. A IA só vai reproduzir esses preconceitos e desigualdades”, explicou o cientista político  Marcio Black em painel da Conferência Ethos 2023.

Violação de privacidade

Outro risco é a violação da privacidade dos estudantes e educadores. Os dados coletados e analisados pela Inteligência Artificial podem incluir informações pessoais como endereço, histórico de compras e histórico de navegação.

Segundo o Relatório de Monitoramento Global da Educação 2023, 89% dos 163 produtos de tecnologia educacional recomendados para a aprendizagem das crianças durante a pandemia da Covid-19 tinham a capacidade de monitorar ou monitoravam as crianças fora do horário escolar ou dos ambientes educacionais. 

Além disso, 39 dos 42 governos que ofertaram educação online durante a pandemia promoveram usos que arriscaram ou infringiram os direitos de privacidade das crianças. 

Para evitar esse cenário, os usuários precisam tomar cuidado com as informações que compartilham, fornecendo dados apenas para instituições de confiança. 

Somado a isso, a escola deve orientar os estudantes e profissionais sobre as boas práticas de segurança na Internet e selecionar tecnologias educacionais que respeitem a Lei Geral de Proteção de Dados Pessoais (LGPD).

Conheça a Política de Privacidade do Educacional.

Em tempos de IA, a educação precisa ser mais:

Exemplos de Inteligência Artificial na educação + melhores práticas

A Inteligência Artificial está presente em várias tecnologias, sendo que algumas delas já fazem parte do nosso dia a dia há muito tempo. Por exemplo, as redes sociais, os serviços de e-mail, as plataformas de streaming e o reconhecimento facial.

Veja abaixo algumas ferramentas que podem ser utilizadas para fins pedagógicos:

ChatGPT

Como mencionamos anteriormente, o ChatGPT pode ser incorporado no processo de pesquisa para obter informações rápidas sobre um tema ou receber referências de fontes. Além disso, a ferramenta é muito útil para:

• corrigir erros gramaticais;
• receber sugestões de melhorias no conteúdo de um texto;
• aperfeiçoar argumentações;
• obter novas ideias;
• resumir textos compridos;
• simplificar textos complexos;
• aplicar tom de voz em um relato.

Saiba mais sobre os desafios e oportunidades do ChatGPT assistindo ao vídeo abaixo:

Plataforma adaptativa de aprendizagem

A plataforma adaptativa de aprendizagem coleta dados sobre o aluno antes e durante a utilização, como idade, tempo médio para responder uma questão e o nível de acerto em exercícios. Depois, ela personaliza os conteúdos, de acordo com as necessidades do estudante. 

Um exemplo de plataforma adaptativa é o Aprimora, voltada para o ensino de Língua Portuguesa e Matemática no Ensino Fundamental. 

Tutor virtual

O Aprimora também possui outra aplicação da Inteligência Artificial na educação, que é o tutor virtual. O tutor virtual, também conhecido como chatbot educacional, interage com o aluno para responder dúvidas pontuais e incentivá-lo a continuar estudando.

No caso do Aprimora, a Maria (Módulo de Assistência Remota com Inteligência Artificial) apoia o estudante durante as atividades fornecendo respostas por meio de engenharia de prompt. Com a IA generativa, o foco é oferecer suporte personalizado para resolução de questões e esclarecimento de dúvidas.

Aplicativos de rota

Os aplicativos de rota também utilizam Inteligência Artificial para calcular o tempo de viagem, identificar engarrafamentos e sugerir caminhos alternativos. Essa ferramenta pode enriquecer as aulas de Física e Matemática em exercícios de velocidade e distância.

Na aula de Geografia, por meio dos recursos de vista panorâmica em 360º, a turma pode fazer um tour virtual em outros países ou regiões. Assim, os alunos conseguem explorar um relevo ou bioma inexistente no local em que eles moram de uma forma muito mais imersiva. 

Plataformas de gestão escolar

As plataformas de gestão escolar usam Inteligência Artificial para elaborar avaliações, automatizar processos, gerar relatórios escolares, organizar documentos e ajudar na administração financeira.

Nas avaliações, a IA consegue adaptar as questões para diferentes níveis de dificuldade. Também é possível corrigir os exames pela própria ferramenta, com pouca intervenção humana.

Revisão e correção de textos

Embora o ChatGPT realize a revisão e correção de textos, existem algumas ferramentas com IA criadas especialmente com esse propósito. As plataformas de revisão textual identificam rapidamente e com alta precisão:

• erros de pontuação;
• palavras escritas incorretamente;
• problemas de coerência;
• frases muito longas;
• excesso de advérbios;
• erros de conjugação;
• palavras ou frases repetidas;
• e vícios de linguagem.

Tanto o professor quanto o aluno podem utilizar essas ferramentas no cotidiano para revisar os próprios textos e melhorar a escrita. Na correção de redações, a IA também é uma grande aliada, mas não substitui a análise humana.

Planejamento do transporte escolar

Alguns estados e municípios já estão usando softwares inteligentes para programar as rotas do transporte escolar. A Inteligência Artificial sugere rotas mais rápidas e eficientes para buscar os alunos em casa, economizando tempo e combustível.

Por meio do rastreamento de veículos, também é possível acompanhar a viagem em tempo real e validar quais alunos embarcaram. Essa riqueza de informações permite a criação de relatórios detalhados para a análise de alunos por veículo, custo por km e tempo médio de viagem.

E no futuro? Como a inteligência artificial vai mudar a forma que aprendemos?

Tudo indica que a educação do futuro terá uma grande presença da Inteligência Artificial. Tendências como aprendizagem adaptativa, Learning Analytics e modelagem preditiva devem se fortalecer ainda mais, tornando o ensino mais personalizado.

Além disso, será mais comum a imersão em ambientes de realidade virtual ou realidade aumentada, que reproduzem cenários históricos ou desafios do cotidiano. 

No campo da Educação Física, os videogames ativos podem viabilizar a prática de esportes pouco acessíveis, sem necessidade de adquirir equipamentos caros.

Outra mudança que já está se formando é o enfoque maior em soft skills, como resiliência, empatia, criatividade e resolução de problemas. Afinal, são essas as habilidades que distinguem o ser humano das máquinas e, portanto, são insubstituíveis.

Já as atividades repetitivas e questões pouco complexas (como, por exemplo, calcular uma área com base em dados conhecidos) podem facilmente ser desempenhadas pela Inteligência Artificial, muitas vezes com um padrão de assertividade até maior.

Por isso, as habilidades socioemocionais são super valorizadas no momento atual da educação: a Educação 5.0. 

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