Alfa - um chatbot do tipo perguntas e respostas como assistente virtual no AVA Moodle

Abstract

A fim de apoiar o processo de Educação a Distância (EAD), a criação dos Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA) proporcionou várias possibilidades de interações entre os envolvidos no processo de ensino aprendizagem online por meio de ferramentas de colaboração síncronas e assíncronas. As interações nessas ferramentas têm implicações no engajamento, envolvimento, satisfação e desempenho dos estudantes. Para alcançar um grau satisfatório, tanto de comunicação quanto de pertencimento social e emocional pelos estudantes, o professor precisa organizar as suas ações pedagógicas de forma a evitar ou minimizar o sentimento de isolamento dos estudantes, promovendo a colaboração e o suporte necessário para que sejam alcançados os objetivos de aprendizagem, sendo um dos desafios mais intensos e exaustivos enfrentados na EAD. Considerando o aumento do volume de cursos na modalidade EAD e híbrido, com turmas cada vez maiores, e sem o apoio adequado de tutores, espera-se que algum suporte automático seja oferecido pelas TICs aos professores no acompanhamento das atividades e interações com os estudantes nos AVAs. O uso de tecnologias que apliquem técnicas de Inteligência Artificial (IA), como os agentes conversacionais do tipo chatbot, além de diminuir o esforço relacionado a gestão e acompanhamento por parte dos professores e tutores, podem proporcionar melhorias dos cursos remotos ofertados, oferecendo um novo modo de interação e fornecendo métricas e indicadores para que os cursos evoluam, tornando-se cada vez melhores para aqueles que compõem este modelo de ensino. Esta pesquisa teve como objetivo geral investigar e analisar o contexto da EAD, e desenvolver um chatbot educacional do tipo perguntas e respostas, no formato de um plugin do AVA Moodle, para auxiliar professores e tutores como um primeiro apoio às dúvidas e busca de informações dos estudantes. O processo metodológico técnico-científico foi composto por seis etapas, a saber: realização de um levantamento bibliográfico para oferecer insights do problema de pesquisa, objetivos e trabalhos relacionados; a criação de um survey com professores e tutores visando coletar e analisar a percepção de professores e tutores em relação ao acompanhamento das interações e atividades nos AVAs e quanto ao uso de Chatbots como apoio ao professor na EAD; o desenvolvimento de uma análise de competidores, com a aplicação da metodologia de benchmark, para selecionar o melhor framework de desenvolvimento com base no contexto de aplicação; uma análise indireta de interações no ambiente do IFPB visando obter informações para definir o escopo o chatbot quanto a criação de ações e intenções contextualizadas, além de treinar modelos de entendimento de linguagem natural (NLU); especificação e codificação do chatbot do tipo perguntas e respostas em um processo iterativo e incremental; e por fim, a aplicação testes e validação da acurácia e da percepção do usuário para com o chatbot desenvolvido em um ambiente Moodle. Como contribuições primárias do trabalho destacam-se: (i) o resultado do benchmark, que comparando quarenta e três frameworks, plataformas e engines para desenvolvimento de chatbots de propósito geral ou específico, apontou o framework Rasa NLU como o mais adequado para o desenvolvimento de chatbots no contexto da aprendizagem online em Ambientes Virtuais de Aprendizagem. O resultado do benchmark proporcionou a tomada de decisão na escolha do framework para o desenvolvimento do chatbot Alfa; (ii) o chatbot Alfa, que considerou a análise indireta de interações sobre dados de alguns cursos do IFPB para elaboração do escopo e para o treinamento do modelo, obtendo bons resultados nos testes realizados, obtendo acurácia no modelo com 0,92 para entidades e 0,70 para intenções, assim como na validação com os usuários, aplicando questionário baseado no modelo Technology Acceptance Model (TAM), com elevado nível de aceitação.