Um Mapa de IA Generativa para Educação

por Laurence Holt

6 de Março de 2024

[Esta é uma tradução gerada pelo ChatGPT do texto original disponível no link.
A tradução preservou a formatação original, incluindo os links, para manter a integridade do conteúdo. O objetivo é divulgar o texto traduzido para ampliar as pesquisas em português sobre o tema da inteligência artificial gerativa na educação.]

Para esta grande atualização do nosso mapa, primeiro publicado em junho de 2023, adicionamos mais de 90 novos logotipos e 11 novas áreas. Muitas áreas anteriormente cinzas (o que significa que ainda não vimos um exemplo real) agora estão amarelas (nós vimos).

Tanta coisa está acontecendo que você poderia ser perdoado por decidir esperar até que a poeira baixe. Mas isso faria de você um espectador em vez de um participante das maiores mudanças na educação K-12 em nossas vidas.

Voltando a 2023, refletimos sobre como essa mudança poderia finalmente se parecer:

Não é fácil prever, mas dois caminhos parecem possíveis. O primeiro é o que quase sempre aconteceu com novas tecnologias na sala de aula: elas rearranjam os móveis. Laptops se tornam projetores de slides caros. Instrução personalizada acaba significando fichas de trabalho com painéis de controle chamativos adicionados. Foi recentemente estimado que o professor médio usa regularmente 42 ferramentas de edtech.

O segundo caminho é que a ineficiência e o tédio do modo industrial de escolarização começam a desaparecer. Muitas das práticas de ensino que a ciência da aprendizagem mostrou serem mais eficazes — como aprendizagem ativa e feedback frequente — e mais envolventes para os alunos — como jogos de papel e trabalho em projetos — requerem tempo significativo que a maioria dos professores simplesmente não tem. Isso poderia mudar se cada professor tivesse um assistente, uma espécie de copiloto no trabalho de levar uma classe de alunos (com diferentes históricos, níveis de engajamento e prontidão para aprender) de onde começam a jovens altamente qualificados, competentes e motivados?

Veremos.

Se este mapa servir de indicativo, como em um grande filme de Robert Altman, haverá muito mais personagens antes que a história comece a se resolver.

(Obrigado a todos que nos alertaram sobre o que tínhamos perdido. Por favor, não parem.)

Compilado por Laurence Holt e Jacob Klein. Laurence passou as últimas duas décadas liderando equipes de inovação em organizações de educação K-12 com e sem fins lucrativos. Jacob é atualmente Chefe de Produto na TeachFX.

Suporte à Prática do Professor

Nota: Uma classe de ferramentas “faça tudo” está emergindo, combinando vários dos casos de uso listados abaixo — por exemplo, MagicSchool.ai e Eduaide.ai — ou permitindo que você construa o seu próprio — por exemplo, Playlab.ai.

Geração de aula

Um professor que deseja incorporar mais atividades de escrita nas aulas de ciências do sexto ano usa uma ferramenta de IA para gerar uma aula baseada em um plano existente do OpenSciEd, mas com uma atividade de escrita embutida.

• Estudos mostram que uma proporção surpreendente de professores não tem um programa central, mas usam suas próprias aulas ou procuram recursos no TeachersPayTeachers ou Pinterest, com resultados de qualidade altamente variável. Para eles, a IA pode representar uma espécie de TeachersPayTeachers turbinado.
• Ferramentas como Nolej, DiffIt, MyLessonPal, Copilot, teachology.ai e muitas outras podem gerar aulas sobre qualquer tópico sob encomenda. Algumas também fornecem recursos adicionais como quizzes, guias de estudo ou apresentações de slides e folhetos perfeitamente organizados. Outras, como Curipod, permitem que você entregue a aula como uma apresentação interativa.
• Uma área de crescimento pode estar na geração de adaptações de aulas existentes em vez de material totalmente novo: “Tenho que seguir o escopo e sequência de Matemática Ilustrativa, mas podemos transformar essa atividade em um jogo de papéis?”
• Atypical é uma plataforma que permite que editores de conteúdo existente façam o mesmo.
• As ferramentas precisam melhorar em (1) serem guiadas pelo professor — por exemplo, x minutos de trabalho em grupo, y minutos de discussão em classe, etc — (2) formarem uma parte coerente da experiência de aprendizado, por exemplo, entendendo o que aconteceu antes e o que virá a seguir, e (3) produzirem aulas de alta qualidade conforme medido por Rosenshine ou um critério equivalente.
• Existe uma oportunidade para uma ferramenta de IA que avalie aulas geradas nessas dimensões.

Coaching de Instrução

Um professor grava o áudio de uma aula e usa uma ferramenta para obter feedback sobre habilidades como tempo de espera e tratamento de concepções erradas específicas dos alunos.

• Ferramentas permitem que um professor grave uma aula e obtenha análise e feedback automatizados. Ferramentas atuais como TeachFX ou Edthena fornecem análise após a aula. Ferramentas futuras podem permitir coaching em tempo real na tela ou via um fone de ouvido.
• As ferramentas podem ajudar a orientar professores em frameworks baseados em evidências, como Marzano ou Danielson, apoiando implementações em toda a escola.
• Evidências em outros setores (por exemplo, serviço ao cliente) sugerem uma melhoria significativa no desempenho possível através do coaching de IA.
• A qualidade do áudio permanece um problema não resolvido: o professor pode ser audível apenas parte do tempo, e os alunos quase nunca. Equipamentos de áudio melhores podem ser intrusivos.
• Alguns professores se preocupam com quem terá acesso às gravações e transcrições.
• A técnica é atualmente mais adequada para pedagogias de classe inteira, enquanto a prática eficaz pode ser mais orientada para grupos pequenos.
• Vários pesquisadores estão trabalhando em análises e feedbacks mais sofisticados, incluindo Dora Demszky em Stanford e, com foco em matemática, Abhijit Suresh na Universidade do Colorado, Boulder.

Conselheiro Pedagógico

Um professor do ensino fundamental descobre que um subconjunto de sua classe não entendeu números negativos e suspeita que a abordagem procedural de seu currículo é o problema. Ele usa a IA para avaliar seu plano de aula atual e as respostas dos alunos às verificações de compreensão em sala de aula. O conselheiro de IA o conecta com professores de ideias semelhantes, recomenda artigos e trabalhos de pesquisa, e facilita uma discussão que inclui um especialista em IA no assunto. Ele encontra uma nova abordagem, mais conceitualmente fundamentada, para números negativos.

• Ferramentas como EduGPT estão começando a surgir para desempenhar o papel de um conselheiro pedagógico, ou múltiplos conselheiros, para diferentes assuntos e tópicos.
• Se bem ajustada à pedagogia, uma ferramenta de IA poderia desempenhar o papel de coach e conselheiro para um professor. Por exemplo, poderia dar conselhos sobre maneiras específicas de ensinar conceitos, sugerir alternativas e diagnosticar forças e concepções errôneas dos alunos.
• Outras ferramentas, incluindo TeachingLab.ai e Coteach.ai, podem ingerir uma aula existente e aconselhar o professor sobre melhorias, como mudanças de ritmo, verificações embutidas para compreensão, andaimes para garantir que habilidades fundamentais estejam em vigor e conexões com conceitos que os alunos já aprenderam.
• Ferramentas de colaboração alimentadas por IA podem revitalizar Comunidades de Aprendizagem Profissional (PLCs) online que, de outra forma, muitas vezes não atraem uma massa crítica de educadores. A IA pode entender o foco e os desafios de cada professor, combiná-los com educadores semelhantes e injetar pesquisas e postagens de blogs relevantes na conversa.

Simulador de gestão de sala de aula (novo)

Um professor do ensino médio no primeiro ano percebe que precisa aprimorar suas habilidades de gestão de sala de aula. Ele passa suas noites trabalhando em uma série de cenários simulados de sala de aula nos quais a IA interpreta os alunos. A IA pode recriar situações e personalidades dos alunos muito semelhantes às que ele enfrenta durante o dia. Ele consegue experimentar diferentes abordagens e obter conselhos de especialistas que pode experimentar, tudo em um ambiente de baixo risco.

• Simuladores são cada vez mais usados para treinar pilotos, cirurgiões e até CEOs; por que não professores? David Weston do Teacher Development Trust no Reino Unido está trabalhando exatamente nisso.
• Versões futuras poderiam empregar agentes de IA para interpretar personalidades específicas de alunos que interagem entre si e com o professor (humano) em tempo real.
• Eles também incorporarão conselhos de especialistas em várias abordagens, incluindo gerenciamento de comportamento específico, mentoria e técnicas motivacionais.

Ensino baseado em competências

Em uma unidade de inglês do ensino médio, os alunos conversam por videochamada com refugiados para escrever sobre suas histórias. As conversas são uma oportunidade para os alunos praticarem competências, incluindo empatia e escuta. Eles recebem uma rubrica para as competências e exemplos do que a proficiência parece. Uma ferramenta de IA envia trechos relevantes ao professor para apoiar o feedback baseado em competências posteriormente.

• Os professores não estão familiarizados com a criação de lições que incluam oportunidades para os alunos aprenderem competências transferíveis em contexto—por exemplo, desenvolver empatia em uma unidade de ELA sobre refugiados ou melhorar o trabalho em grupo em uma lição de matemática.
• Ferramentas de IA poderiam pegar um esboço de lição ou unidade e sugerir quais competências ela permite praticar. Elas poderiam então ajudar os professores a incorporar atividades específicas de competências na lição e criar uma rubrica e trabalhos de exemplo dos alunos como guia.

Acompanhamento do trabalho de projeto dos alunos (PBL)

Os alunos trabalham em um projeto para criar modelos financeiros para um novo negócio. Uma ferramenta de IA rastreia os ativos que os alunos postam em um LMS. A IA apoia alguns alunos diretamente e fornece relatórios diários ao professor sobre quem está progredindo, que matemática está incorporada no modelo de cada aluno e quem precisa de suporte do professor.

• Manter o controle da diversidade do trabalho dos alunos em uma classe de aprendizado baseado em projetos (PBL) pode ser desafiador para um único professor. Os professores de PBL também têm ansiedade sobre quais padrões estão sendo cobertos por quais alunos e quando. Em parte como resultado, o PBL ainda é uma prática rara. Suportes de IA como Project Leo poderiam ajudar a torná-lo mais difundido.
• Se os alunos mantiverem um diário durante o projeto e/ou postarem ativos em um repositório, como um LMS, uma ferramenta de IA pode analisar seu trabalho e (a) apoiar a direção do aluno, (b) fornecer uma síntese para o professor e (c) alertar o professor quando alunos individuais precisarem de suporte.

Análise de dados dos alunos

Uma professora do ensino fundamental usa dados de registros de leitura para analisar o crescimento dos alunos que têm recebido uma intervenção: O crescimento deles acelerou? Quem está respondendo à intervenção e quem não está? Quais combinações de letras eles mais frequentemente erram como grupo? Quais habilidades eles já não precisam mais trabalhar? Ela usa os dados em uma reunião com a equipe de nível de série para otimizar a instrução e reatribuir os alunos a grupos de intervenção que se ajustam melhor a eles.

• As escolas coletam muitos dados, mas utilizam apenas uma pequena parte deles. A IA pode ingerir dados de alunos (por exemplo, em formato CSV ou via API de um SMS, LMS ou aplicativo proprietário) e realizar análises sobre eles, sugerindo agrupamento de alunos ótimo, áreas de foco e gerando outros insights.
• Ferramentas que podem realizar análises — incluindo métodos estatísticos sofisticados sugeridos pela própria ferramenta — e gerar visualizações de dados incluem a Análise de Dados Avançada da OpenAI Advanced Data Analysis e Fluent. Ferramentas que entendem dados educacionais especificamente, como Doowii e Strived.io, estão começando a surgir.
• Ferramentas permitem múltiplos níveis de análise, por exemplo: você poderia fazer o upload de dados do NWEA MAP de várias coortes e pedir à ferramenta para identificar áreas com maior e menor crescimento; fazer perguntas de nível superior, como uma análise da perda durante o verão ou se uma iniciativa de tutoria fez diferença; ou combinar dados de várias fontes para construir uma imagem detalhada e interdisciplinar de uma turma.

Atualização de conhecimento de fundo

Uma professora de ciências dos anos finais do ensino fundamental quer antecipar perguntas desafiadoras que seus alunos possam fazer enquanto discutem o sistema circulatório humano.

• Educadores podem querer atualizar ou aprofundar seu conhecimento sobre um tópico antes de conduzir uma discussão aberta sobre ele, especialmente se não se especializaram no tópico.
• As pessoas podem estar mais dispostas a pedir ajuda a uma IA do que a um colega ou seu supervisor.
• Professores que seguem o currículo de perto, em vez de “ensinar o domínio”, podem obter menos valor de uma atualização, mas perdem o engajamento que pode vir de uma investigação liderada por alunos.

Um professor de história do ensino médio desenvolveu uma tarefa de desempenho na qual os alunos organizam uma exposição de museu sobre a Grande Depressão. Em anos anteriores, alguns alunos não entenderam o que lhes foi pedido, mesmo que o professor acreditasse que eles eram capazes de fazê-lo. Este ano, o professor usa a IA para ingerir a descrição da tarefa junto com trabalhos de alunos anteriores e sugerir rubricas para a coerência da exposição e o quão bem ela reflete as ideias principais da unidade sobre a Grande Depressão.

• Para habilidades complexas e multifacetadas que não se prestam a um julgamento correto/incorreto, os alunos podem ter dificuldades simplesmente porque não estão claros sobre o desempenho esperado. Fornecer uma rubrica e respostas modelo em diferentes níveis de desempenho é demorado para um professor, mas fácil para uma ferramenta de IA.
• Isso é especialmente útil para habilidades baseadas em competências, como pensamento criativo, pensamento crítico e comunicação.

Ferramentas Sociais

Facilitação de pequenos grupos

Um professor do ensino fundamental percebe que alguns alunos não avançam muito nos problemas do livro de exercícios. Ele usa ferramentas de IA para realizar instrução em pequenos grupos sobre a comparação de frações (um tópico que ele introduziu hoje) para esses alunos e descobre que eles se envolvem muito mais discutindo problemas entre si do que trabalhando em um livro.

• A instrução em pequenos grupos é amplamente utilizada na leitura inicial e um pouco menos frequentemente em matemática. Um problema comum é que apenas um grupo pode trabalhar com um professor por vez e outros grupos podem não estar academicamente engajados.
• Ferramentas de IA como Oko podem gerenciar um pequeno grupo de alunos monitorando vídeo e reconhecendo fala para que os alunos se envolvam em uma tarefa escolhida pelo professor, por exemplo, praticar habilidades introduzidas em uma lição de classe inteira.
• No futuro próximo, as ferramentas serão capazes de se envolver diretamente com os alunos em um discurso, por exemplo, dirigindo uma discussão sobre um tópico enquanto garantem que todos contribuam.

Ferramenta de suporte ao discurso para grupos de alunos

Um grupo de alunos está trabalhando junto para resolver um quebra-cabeça em um mundo de física simulado. Uma ferramenta de IA acompanha sua conversa. Quando um aluno pede ajuda, em vez de fornecer suporte de física, sugere como melhorar seu discurso e colaboração. Observa que eles têm o hábito de seguir sugestões não produtivas dos membros do grupo. Oferece-se para alertá-los quando isso acontecer novamente. Eles retornam à tarefa de forma mais focada.

• Uma ferramenta de IA poderia acompanhar a conversa de um grupo de alunos e fornecer conselhos sob demanda sobre colaboração em grupo. Por exemplo, poderia apontar quais ideias dos membros do grupo não estão sendo exploradas ou destacar que o grupo não segue as direções que identificam ou não parece claro sobre o problema que estão resolvendo.
• Sidney D’Mello, da Universidade do Colorado em Boulder, lidera uma equipe que trabalha neste caso de uso.
• A mesma abordagem poderia fornecer suporte específico para um domínio a um grupo, por exemplo, esclarecendo terminologia ou oferecendo um ponto de partida ou um ponto de vista alternativo.

Quadro de discussão de alunos facilitado

Alunos em uma unidade sobre as Leis de Newton leem um artigo e postam suas perguntas e confusões em um quadro de discussão moderado por IA. A IA facilita uma discussão em que novos entendimentos surgem.

• Um quadro de discussão facilitado por IA, como StudyHall, poderia ajudar os alunos a discutir perguntas, curiosidades, pontos confusos, problemas desafiadores, ideias de projetos, conexões com outros tópicos, etc.
• Alunos que nem sempre contribuem em aula podem ser muito ativos em um quadro de discussão e a modalidade assíncrona pode incentivar respostas mais ponderadas.

Facilitando a discussão em toda a classe

Um professor de matemática do ensino médio está usando Illustrative Math. Os alunos começam trabalhando em um problema difícil que frequentemente revela concepções erradas. Uma ferramenta de IA monitora o trabalho dos alunos no problema e cria automaticamente uma apresentação de exemplos dos alunos juntamente com os pontos-chave que o professor deve destacar durante uma discussão em toda a classe.

• Uma estratégia de ensino eficaz — conhecida como luta produtiva — é fazer com que os alunos trabalhem em um problema individualmente ou em pequenos grupos e, em seguida, facilitar uma discussão em toda a classe sobre o que encontraram, orientando-os para uma solução precisa e formalizada (ou talvez mais de uma). Muitos professores acham desafiador orquestrar tais discussões em tempo real e, portanto, podem não capitalizar o valor dessa pedagogia.
• Uma ferramenta de IA com acesso ao trabalho de cada aluno pode reconhecer rapidamente concepções erradas comuns, pontos fortes e deslizes computacionais e produzir um guia de discussão passo a passo que o professor pode seguir imediatamente. O guia é semelhante a um assistente de ensino habilidoso que consegue acompanhar o pensamento de cada aluno simultaneamente.
• O guia pode sugerir qual aluno chamar, em que ordem, e poderia projetar soluções dos alunos a partir do laptop do professor.

Redes baseadas em interesses (novo)

Um estudante do ensino médio começou a construir uma base de seguidores para seu canal de vídeo sobre culturas pré-colombianas. Mas ele percebe que tem muito a aprender sobre tópicos tão diversos quanto edição de vídeo, gerenciamento de direitos, redação de manchetes poderosas e mídia social. Sua escola não oferece nenhum desses, mas ele se junta a uma comunidade online projetada para ajudá-lo a construir sua rede de empreendedores e especialistas com ideias semelhantes.

• Um número crescente de jovens desenvolve uma paixão pelo aprendizado, mas não por tópicos escolares tradicionais. Eles querem construir uma base de seguidores online (e talvez ganhar dinheiro com isso), um jogo de vídeo, um álbum de música, uma nova forma de aprender um idioma, histórias interativas ou um santuário animal.
• Comunidades como buildspace estão desenvolvendo ferramentas de IA para apoiar esses aprendizes, por exemplo, conectando-os com membros da rede com ideias semelhantes e agregando demanda por especialistas externos.

Suporte ao Estudante

Tutor 24/7

Um estudante do ensino fundamental de inglês como segunda língua com defasagem no conhecimento matemático é designado para Adam, um tutor de IA que fala sua língua nativa, o espanhol. O estudante se encontra com o tutor três vezes por semana por 45 minutos. O tutor tem acesso ao currículo principal da turma e adapta os tópicos para apoiar o trabalho do nível de série. O tutor de IA também está disponível 24/7 no celular do aluno para ajudar com o trabalho independente em sala de aula ou em casa.

• O tutoramento humano individual é talvez a abordagem educacional mais eficaz que temos. Mas é caro. A IA promete ser o tutor no seu bolso que não é apenas mais um aplicativo de exercícios repetitivos. Parece que está interagindo com um tutor humano real.
• Atualmente, as ferramentas de IA são mais fortes em línguas. Tutores de IA para escrita (Quill, StoryBird.ai, Caktus, StorySeed) já estão aqui. Tutores de idiomas estrangeiros também estão disponíveis hoje (Duolingo, LangoTalk, Iago, Supernova).
• Os modelos de IA também são fortes em programação. Ferramentas para apoiar os alunos no aprendizado de codificação (CodeSignal Learn, Replit) interagem mais como um copiloto do que como um tutor.
• A matemática é mais difícil. A IA é, estranhamente, melhor em matemática conceitual do que em procedimentos, e a compreensão conceitual é mais importante para a aprendizagem, mas as ferramentas ainda não aproveitaram isso. Tutores de ciências por chatbot ainda não chegaram.
• Ainda há muito a resolver: os custos para ferramentas como Khanmigo são altos, embora devam diminuir—o Flexi da CK-12 é semelhante, mas gratuito. E a experiência do usuário para os chamados tutores muitas vezes parece mais com uma esteira do que com os relacionamentos de confiança que podem se desenvolver com tutores humanos. Por exemplo, eles usam uma interface de chat de texto, em parte porque a conversão de texto em fala ainda é muito l enta para parecer natural.
• As ferramentas existentes na categoria “ajuda com lição de casa”—como Brainly, CourseHero, Project Chiron, Studdy, CheggMate, Symbolab e muitos mais—aplicativos de prática como edia e preparação para testes, como r.test e Archer, oferecem soluções passo a passo (e às vezes acesso a um humano ao vivo), mas ainda não estão próximos de uma experiência autêntica de tutoria, pois negam ao aluno a chance de encontrar seu próprio caminho.
• Nenhuma ferramenta ainda foi projetada para as sessões intensivas agendadas três vezes por semana que são mais eficazes na tutoria humana. Isso será resolvido com o tempo e os tutores de IA podem ir mais longe: fornecendo o tipo de mundos imersivos (por exemplo, através de RV) e cenários de aprendizagem baseados em narrativas (por exemplo, Instituto EngageAI) que são altamente envolventes e refletem melhor o mundo real.
• Ferramentas baseadas em avatares estão começando a surgir, como Kyron, que permite aos professores criar um tutor a partir de vídeos de si mesmos, para que seus alunos nunca precisem ficar sem suas vozes melódicas.
• Os chatbots não podem desenhar ou ver, então eles não têm a capacidade de responder a um esboço do aluno, o que torna muitos tópicos desafiadores. Isso provavelmente mudará em 2024, pois a multi-modalidade é um foco central de inovação em modelos de IA.

Coach de leitura precoce (novo)

Um professor do ensino fundamental transforma o tempo diário de leitura dando aos alunos uma ferramenta para criar seus próprios livros no nível deles alinhados com uma unidade sobre mitologia grega que estão estudando. A ferramenta de IA gera um mini-livro para cada aluno com base em seu personagem mitológico favorito e cria ilustrações correspondentes. Os livros incluem verificações de compreensão incorporadas ao texto. O professor pode imprimir os livros ou fazer com que as crianças os leiam em voz alta com feedback instantâneo da ferramenta.

• Os leitores iniciantes precisam de muito material de leitura para praticar. Mas a curadoria de um conjunto de livros que combina narrativa e texto não fictício que correspondam tanto ao nível de leitura do aluno quanto aos interesses é desafiadora.
• Ferramentas de IA como LitLab, Project Read e Storywizard.ai podem identificar textos adequados na biblioteca da sala de aula ou gerar novos textos que se encaixem. Elas podem direcionar habilidades fonéticas e incorporar verificações de compreensão. Elas podem garantir que palavras do vocabulário sejam reforçadas em todos os textos, em vez de aparecerem apenas uma vez, o que torna a aprendizagem mais difícil.
• À medida que as capacidades de conversão de fala em texto melhoraram dramaticamente, uma série de ferramentas como Microsoft Reading Coach, Ello, Edsoma e Amira incorporaram a capacidade de ouvir um aluno ler, fornecer feedback em tempo real e construir um caminho de aprendizagem com base na ciência da leitura.
• As crianças podem personalizar personagens, se colocar na história (NeonWild), escolher como a trama se desenrola (aprendendo sobre estrutura de história) e até mesmo mudar estilos de ilustração.

Coach de Curiosidade (novo)

Um estudante acabou de terminar uma aula sobre transmissão de rádio. Ela está curiosa sobre por que as antenas transmitem sinais, mas os fios em circuitos DC não. Ela abre seu aplicativo explorador de conhecimento e pergunta. Isso leva a perguntas sobre frequência: ondas de rádio viajam longas distâncias, mas outras não. Por quê? Conforme ela continua, o aplicativo cria um mapa conceitual ilustrado de onde ela esteve e adiciona sugestões para outras direções. Ela acaba, através de raios gama, em buracos negros, ligando-se a uma exploração de duas semanas atrás que terminou no mesmo lugar. Ela teria que pesquisar mais sobre buracos negros.

• Há pouco tempo na vida de um aluno do ensino fundamental ao médio para ser curioso, para explorar por conta própria. O mundo do conhecimento foi cuidadosamente selecionado para você. Ocasionalmente, um professor aventureiro notará um interesse e sugerirá um recurso; algo que não está coberto nos padrões estaduais. As ferramentas de IA terão sucesso em fazer o mesmo: elas já têm memórias que ultrapassam em muito qualquer humano .
• HelloWonder é voltado para a curiosidade das crianças pequenas, embora sua forma atual seja um navegador seguro com um chatbot. Curio e Moxie são semelhantes, mas na forma de um robô habilitado para voz. Portola, também para crianças pequenas, foca mais na criatividade.
• Algumas tentativas iniciais de um verdadeiro coach de curiosidade, como SocratiQ, uma espécie de Miro + Wikipedia, mostram promessa. Elas se sentem um tanto como vagar pelos corredores de uma grande biblioteca, ou talvez o Primer Ilustrado da Jovem Senhora em The Diamond Age de Stephenson.
• Eles também podem se tornar ferramentas sociais—conectando você com crianças da sua idade interessadas nos mesmos tópicos (veja “Redes baseadas em interesse”, acima)—motivar para pesquisa estendida ou um novo projeto que pode se tornar uma paixão para a vida toda, fornecer resumos para pais, professores e especialistas para que possam ampliar sua curiosidade, e conectá-lo com certificações e experiências que se acumulam em direção a uma carreira ou o introduzem no “Mundo de X”, qualquer que seja o seu X.

Agentes Educacionais

Um estudante do ensino médio é designado para Martha, um agente educacional para um curso de física. Martha faz muitas perguntas, especialmente sobre coisas do dia a dia, como objetos “entortando” quando estão imersos em água. (Seus interesses estão coordenados com o programa de curso de física.) É trabalho do aluno ensinar Martha e abordar suas concepções equivocadas. Martha fica confusa quando encontra inconsistências, mas evolui e cresce à medida que adquire compreensão mais profunda.

• Uma ferramenta de IA pode desempenhar o papel de um aprendiz que o aluno precisa ensinar sobre um determinado tópico. Ensinar algo é uma das formas mais eficazes de aprendê-lo. (Veja “agentes educacionais”, Dan Schwartz, Stanford.)
• Uma variante disso é ter a ferramenta de IA atuando como questionador socrático para aprofundar a compreensão do aluno.
• Uma outra variante é ensinar personagens não jogáveis (NPCs) em jogos educacionais para cumprir missões relevantes, atuando como agentes educacionais.

Suporte para alunos com necessidades especiais

Um estudante do ensino médio diagnosticado com TDAH tinha achado difícil se organizar e se concentrar nas tarefas. Agora ele usa um assistente de IA que pode acessar e entender o LMS da escola. Isso o ajuda a dividir as tarefas em atividades gerenciáveis, planejar em direção a prazos e receber lembretes. A ferramenta rastreia seus comportamentos, oferece sugestões para períodos de trabalho ideais e coordena horários em que os professores estão disponíveis para fornecer suporte extra. Ela incorpora recursos semelhantes a jogos que recompensam o foco e a conclusão de tarefas.

• Ferramentas de IA podem ser particularmente eficazes em fornecer suporte adicional a alunos com necessidades especiais ao longo de sua jornada educacional.
• As ferramentas podem fornecer suporte à escrita assistiva, como prompts de início, métodos de entrada alternativos, como reconhecimento de voz, suporte à função executiva, como ferramentas de planejamento, suporte visual e suporte em tempo real na sala de aula, como texto para fala e fala para texto.
• Isso, é claro, além de ferramentas de aprendizado personalizado que ajustam o ritmo da instrução, oferecem explicações alternativas e fornecem apoio específico. O Goblin.tools, por exemplo, usa IA para ajudar pessoas neurodivergentes com tarefas como escrever um relatório de livro, que pode ser dividido em uma sequência de etapas mais simples.

Suporte à saúde mental

Um estudante adolescente que sente pressões sociais e acadêmicas acessa uma ferramenta de IA fornecida por sua escola para lidar com problemas de ansiedade e estresse. A ferramenta é um conselheiro de chatbot de IA, pronto para ouvir 24/7 e programado com técnicas de terapia cognitivo-comportamental, fornecendo estratégias imediatas de enfrentamento e exercícios de relaxamento. Conversar com a IA permite que ela se abra sobre seus sentimentos, um primeiro passo significativo para reconhecer e enfrentar suas dificuldades. Ela monitora padrões indicativos de estresse elevado e fornece intervenções precoces, recursos personalizados, incluindo vídeos e conexões com profissionais de saúde mental locais.

• Ferramentas de IA como Woebot Health e Koko podem fornecer suporte à saúde mental sempre disponível e anônimo a estudantes que podem hesitar em procurar um conselheiro humano.
• Ferramentas de chatbot com IA, como Edsights e Mainstay, podem oferecer conselhos e técnicas de suporte. Elas podem fornecer um espaço não julgador para os alunos discutirem seus sentimentos e emoções, praticarem habilidades sociais e receberem incentivo e motivação. Elas podem facilitar conexões entre alunos que estão passando por experiências semelhantes.
• As ferramentas podem monitorar padrões que possam indicar declínio na saúde mental e recomendar ajuda profissional ou alertar uma pessoa de suporte designada.

Conselheiro de faculdade / carreira

Um aluno do último ano do ensino médio aspirante a se tornar um tatuador sempre pensou nisso como arte. Mas ele encontra uma ferramenta de IA um dia que o ajuda a ver quais credenciais específicas ele precisará, incluindo, por exemplo, uma compreensão de infecção. De repente, ele desenvolve um interesse em biologia que choca—e agrada—seu professor. A ferramenta é capaz de recomendar atividades extracurriculares e sugerir um estágio local para ajudar a reforçar suas credenciais e apresentá-lo a pessoas com interesses semelhantes.

• Em muitas escolas, os alunos têm acesso apenas esporádico a um conselheiro. A IA poderia, em alguns casos, forn ecer uma alternativa.
• As ferramentas de IA podem fornecer aos alunos conselhos personalizados sobre faculdade e carreira, ajudar na identificação de caminhos acadêmicos, avaliar opções de carreira (por exemplo, CareerDekho, Unschooler, Coach), fornecer insights sobre o mercado de trabalho e a demanda por habilidades futuras que podem ser específicas de uma determinada geografia e recomendar eventos de networking e estágios.
• As ferramentas também podem garantir que, para uma faculdade ou carreira desejada, o aluno esteja fazendo os cursos necessários para ter sucesso.
• E as ferramentas podem apoiar os alunos na navegação do processo de inscrição na faculdade, ajudar na redação de ensaios (ESAI), identificar bolsas de estudo e oportunidades de ajuda financeira e orientar sobre ensaios.

Portfólio inteligente do aluno (novo)

Uma estudante do ensino médio instala um novo aplicativo que lhe permite enviar cópias de seu trabalho em todos os cursos para um portfólio digital que ela controla. Usando o aplicativo em uma aula de ciências da terra sobre riscos naturais, ela também pode fazer anotações, adicionar destaques e construir sua própria coleção de perigos para usar como ponto de partida para um projeto de pesquisa sobre tecnologias de previsão de riscos. O aplicativo emprega IA para ajudá-la a rastrear o progresso em direção à sua inscrição na faculdade, identificar lacunas e ajudá-la a preenchê-las, celebrar seu progresso ao longo do tempo e curar seu melhor trabalho para compartilhar conforme ela escolher.

• Uma quantidade crescente de trabalho dos alunos, especialmente no ensino médio e fundamental, é digital. Mas muitas vezes é armazenado em sistemas isolados e rapidamente esquecido. Uma ferramenta de IA poderia capturar tudo isso e começar a construir um portfólio, não apenas para mostrar o melhor trabalho, mas para documentar a jornada do aluno através das estruturas de conhecimento.
• Os alunos poderiam ver sua jornada e seu crescimento de forma mais coerente. A ferramenta poderia ajudá-los a descobrir padrões recorrentes e trajetórias nas quais se basear.
• Os alunos poderiam adicionar suas próprias notas e fontes — como ferramentas como o NotebookLM do Google estão começando a fazer — fazer perguntas, descobrir ideias e recursos relacionados e conectar ideias de diferentes áreas para aprofundar a compreensão.
• Embora as palestras gravadas não sejam comuns no ensino médio, como são na faculdade, especialmente porque os telefones celulares são cada vez menos bem-vindos, ferramentas como o Jamworks podem começar a ajudar os alunos a marcar, aprender e assimilar cada lição.
• O portfólio também poderia se tornar uma fonte de avaliação formativa holística (ver Avaliação holística, acima), gerando uma avaliação do trabalho deles sem a necessidade de um teste específico.

Suporte meta-cognitivo (novo)

Um aluno do ensino médio percebe que, para alcançar seus objetivos, precisa melhorar sua autogestão. Sem alguém em sua vida para orientá-lo, ele recorre a uma ferramenta de IA para ajudá-lo a avaliar sua situação atual, decidir o que é importante e aprender habilidades para fazer um plano e monitorar seu caminho em direção a ele. A ferramenta avalia seus hábitos de estudo, por exemplo, e define metas semanais que começam fáceis para construir sua confiança. Ele aprende como gerenciar sua carga de trabalhos e como revisar e reter melhor novos conhecimentos.

• Existem um conjunto de habilidades meta-cognitivas que são essenciais para o sucesso acadêmico e raramente são abordadas diretamente na escola. Elas incluem autoconsciência, mentalidade de crescimento, busca e absorção de feedback, identificação de metas e elaboração de planos para alcançá-las, monitoramento do desempenho em direção a elas, persistência em sua busca e muito mais. (Veja, por exemplo, o framework de competências do XQ Institute.)
• Ferramentas de IA estão surgindo para apoiar os alunos, entendendo seu contexto específico e fazendo recomendações graduais e acionáveis, como um mentor empático. Um exemplo inicial é o “Explore Spaces” da SchoolAI, que incorpora planos de estudo e estratégias para fazer exames. Mais suportes desse tipo surgirão a partir de gerenciadores de listas de tarefas e ferramentas de estudo.

Olhos Bem Abertos

Devemos estar cientes dos riscos para os alunos e educadores enquanto exploramos as muitas possibilidades positivas da IA no ensino fundamental e médio:

• A Hipótese Nula. A maioria das intervenções promissoras em tecnologia educacional não escala. No último ano, a aceleração da IA generativa parecia quase mágica, mas o mesmo aconteceu com a televisão, computadores, internet e dispositivos móveis — tecnologias fundamentais anteriores que se tornaram parte da educação K-12, mas não necessariamente a melhoraram.
• Alucinações. Impedir que a IA invente fatos e fontes pode se mostrar difícil. Professores agora estão designando alunos para investigar criticamente a saída da IA, mas alguns podem não ter habilidades de mídia ou conhecimento de fundo para fazê-lo com sucesso.
• Atrofia do Pensamento Crítico. Mesmo que os recursos de IA se tornem extremamente precisos, usá-los de forma automática evitará a luta produtiva e anulará o potencial da escrita como ferramenta para o pensamento profundo e a autoexpressão. As calculadoras permitiram que os alunos evitassem a computação; a IA fará o mesmo pelo pensamento? Como o escritor de ficção científica Ted Chiang escreveu sobre a IA de forma mais geral, “o desejo de obter algo sem esforço é o verdadeiro problema”.
• O Dilúvio. À medida que o custo de criação de conteúdo e ferramentas digitais se aproxima de zero, a web está se inundando cada vez mais com livros, planos de aula, flashcards, guias de estudo e vídeos de qualidade variável, tornando mais demorado para os educadores selecionar e alinhar à pedagogia com respaldo em pesquisas. Eventualmente, a curadoria confiável, os frameworks de integração e a consolidação em currículos unificados podem trazer qualidade e coerência, mas até então os alunos e professores podem sofrer mais carga cognitiva decidindo entre recursos e ferramentas.
• Distração. “A atenção é tudo o que você não tem.” A IA já vem se infiltrando na maioria das salas de aula do ensino fundamental e médio nos últimos anos, alimentando feeds viciantes e distrativos do TikTok e do YouTube. À medida que os algoritmos de engajamento do entretenimento melhoram, a batalha pela atenção se tornará mais difícil e mais crítica.
• Viés. Um corolário da perda de habilidades de pensamento crítico. Os alunos podem ser mais suscetíveis à saída enviesada dos modelos de IA atuais.
• Bolhas de Informação. A hiperpersonalização pode levar os alunos a aprender de um conjunto estreito de fontes que nunca os obriguem a lidar com valores e experiências divergentes.
• Desumanização. (Veja os avisos de Mitch Resnick e Jennifer Carolan). As escolas que empregam tutores de IA podem ignorar as maneiras como os professores cuidam dos alunos, os motivam e modelam o que é ser um adulto saudável. Idealmente, a IA liberará mais tempo dos educadores para a conexão humana; para melhorar a comunidade no centro da escola, precisaremos de um norte de aprendizado que seja mais do que habilidades e transferência de informações.

Divulgação: Laurence é investidor na Brisk, ChalkTalk, DiffIt, Gizmo, Oko e Sizzle. Jacob está atualmente empregado na TeachFX.