IA na educação: robôs podem dar aula e transformar o modo de alunos aprenderem?

Novas ferramentas de IA podem viabilizar um sonho do Vale do Silício: robôs que personalizam o aprendizado dos alunos. Tentativas anteriores não corresponderam à expectativa e especialistas alertam para riscos

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Por Natasha Singer
Atualização:

THE NEW YORK TIMES - LIFE/STYLE - Sal Khan, executivo-chefe da Khan Academy, fez um empolgante TED Talk na primavera americana passada, na qual previu que os chatbots de inteligência artificial (IA) logo revolucionariam a educação.

“Estamos prestes a usar a IA provavelmente para a maior transformação positiva que a educação já viu”, declarou Khan, cujo grupo educacional sem fins lucrativos oferece aulas online para milhões de alunos. “E a maneira como faremos isso é dando a cada aluno do planeta um tutor pessoal artificialmente inteligente, mas incrível.”

Sal Khan, executivo-chefe da Khan Academy, previu no ano passado que os robôs tutores de IA logo revolucionariam a educação. Os executivos das grandes empresas de tecnologia têm visões semelhantes Foto: Mike Kai Chen/The New York Times

Os vídeos da palestra do robô tutor do Khan acumularam milhões de visualizações. Logo, proeminentes executivos de tecnologia, incluindo Sundar Pichai, CEO do Google, começaram a fazer previsões educacionais semelhantes.

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“Acho que, com o tempo, poderemos dar a todas as crianças do mundo e a todas as pessoas do mundo - independentemente de onde estejam e de onde venham - acesso ao mais poderoso tutor de IA”, disse Pichai em um podcast da Harvard Business Review algumas semanas após a palestra de Khan. (O Google lançou um chatbot de IA chamado Bard no ano passado. A empresa também doou mais de US$ 10 milhões para a Khan Academy).

A visão do Khan sobre os bots de tutoria se baseou em um sonho de décadas do Vale do Silício: plataformas de ensino automatizadas que personalizam instantaneamente as aulas para cada aluno. Os defensores argumentam que o desenvolvimento desses sistemas ajudaria a eliminar as lacunas de desempenho nas escolas, fornecendo instruções relevantes e individualizadas às crianças de forma mais rápida e eficiente do que os professores humanos jamais conseguiriam.

Em busca desses ideais, as empresas de tecnologia e os filantropos, ao longo dos anos, têm incentivado as escolas a comprar um laptop para cada criança, defendido plataformas de tutoriais em vídeo e financiado aplicativos de aprendizagem que personalizam as aulas dos alunos. Algumas intervenções online de matemática e alfabetização registraram efeitos positivos. Mas muitos esforços de tecnologia educacional não provaram reduzir significativamente as lacunas de desempenho acadêmico ou melhorar os resultados dos alunos, como as taxas de conclusão do ensino médio.

Alunos da Khan Lab School, uma escola independente sem fins lucrativos em Mountain View, Califórnia, podem usar um novo robô de tutoria de IA desenvolvido pela Khan Academy, um grupo sem fins lucrativos independente; ambas as organizações foram fundadas por Sal Khan Foto: Mike Kai Chen/The New York Times

Agora, a disseminação de ferramentas de IA generativas, como o ChatGPT, que pode dar respostas a perguntas de biologia e produzir relatórios de livros que parecem humanos, está renovando o entusiasmo pela instrução automatizada - mesmo que os críticos alertem que ainda não há evidências para apoiar a noção de que os robôs tutores transformarão a educação para melhor.

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Plataformas de aprendizagem online, como a Khan Academy e o Duolingo, introduziram tutores de chatbot de IA baseados no GPT-4. Esse é um grande modelo de linguagem, desenvolvido pela OpenAI, que é treinado em enormes bancos de dados de textos e pode gerar respostas às solicitações do usuário.

E alguns executivos de tecnologia preveem que, com o tempo, professores robôs poderão responder e inspirar alunos individualmente, assim como os amados professores humanos.

“Imagine se você pudesse dar esse tipo de professor a todos os alunos, 24 horas por dia, 7 dias por semana, sempre que quiserem, de graça”, disse Greg Brockman, presidente da OpenAI, em um episódio do podcast Possible. (O podcast é coapresentado por Reid Hoffman, um dos primeiros investidores da OpenAI.) “Ainda é um pouco de ficção científica”, acrescentou Brockman, “mas é muito menos ficção científica do que costumava ser”.

Greg Brockman, presidente da OpenAI, sugeriu que os tutores de I.A. poderão um dia conhecer e inspirar os alunos, como fazem os professores humanos Foto: Jim Wilson/The New York Times

A Casa Branca parece estar convencida. Em uma recente ordem executiva sobre inteligência artificial, o presidente Biden orientou o governo a “moldar o potencial da IA para transformar a educação, criando recursos para apoiar os educadores na implantação de ferramentas educacionais habilitadas para IA, como aulas particulares personalizadas nas escolas”, de acordo com um informativo da Casa Branca.

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Mesmo assim, alguns pesquisadores da área de educação afirmam que as escolas devem ser cautelosas com o entusiasmo em torno do ensino assistido por IA.

Por um lado, eles apontam que os chatbots de IA inventam coisas livremente e podem fornecer informações falsas aos alunos. Tornar as ferramentas de IA um dos pilares da educação poderia elevar fontes não confiáveis como autoridades em sala de aula. Os críticos também afirmam que os sistemas de IA podem ser tendenciosos e geralmente são obscuros, impedindo que professores e alunos entendam exatamente como os chatbots elaboram as respostas.

De fato, as ferramentas generativas de IA podem acabar tendo efeitos prejudiciais ou “degenerativos” sobre o aprendizado dos alunos, disse Ben Williamson, um bolsista do reitor no Centre for Research in Digital Education da Universidade de Edimburgo.

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“Há uma pressa em proclamar a autoridade e a utilidade desses tipos de interfaces de chatbot e os modelos de linguagem subjacentes que os alimentam”, disse o Dr. Williamson. “Mas ainda não há evidências de que os chatbots de IA possam produzir esses efeitos.”

Outra preocupação: O alarde em torno de tutores de chatbot de IA não comprovados poderia desviar a atenção de intervenções mais tradicionais e centradas no ser humano - como o acesso universal à pré-escola - que comprovadamente aumentam as taxas de graduação dos alunos e a frequência à faculdade.

Há também questões de privacidade e propriedade intelectual. Muitos modelos de linguagem de grande porte são treinados em vastos bancos de dados de textos que foram extraídos da Internet, sem compensar os criadores. Isso pode ser um problema para professores sindicalizados preocupados com uma remuneração justa. (O New York Times processou recentemente a OpenAI e a Microsoft por causa dessa questão).

Há também a preocupação de que algumas empresas de IA possam usar os materiais inseridos pelos educadores ou os comentários feitos pelos alunos para seus próprios fins comerciais, como o aprimoramento de seus chatbots.

Randi Weingarten, presidente da Federação Americana de Professores, que tem mais de 1,7 milhão de membros, disse que o sindicato que rpresenta estava trabalhando com o Congresso na regulamentação para ajudar a garantir que as ferramentas de IA fossem justas e seguras.

“Os educadores usam tecnologia educacional todos os dias e querem ter mais voz sobre como a tecnologia é implantada nas salas de aula”, disse Weingarten. “O objetivo aqui é promover o potencial da IA e se proteger contra os sérios riscos”.

Essa não é a primeira vez que os reformadores da educação defendem ferramentas de ensino automatizadas. Na década de 1960, os proponentes previram que os dispositivos mecânicos e eletrônicos chamados de “máquinas de ensino” - que eram programados para fazer perguntas aos alunos sobre tópicos como ortografia ou matemática - revolucionariam a educação.

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Um artigo publicado no 'New York Times' em 1964 descreveu uma nova máquina eletrônica de ensino destinada a ajudar os alunos com a leitura. O dispositivo pedia às crianças que digitassem determinadas letras ou palavras em um teclado Foto: Reprodução/The New York Times

A Popular Mechanics capturou o zeitgeist em um artigo de outubro de 1961 com o título: “Os robôs ensinarão seus filhos?” O artigo descrevia “uma onda de ensino experimental com máquinas” que varria as escolas dos Estados Unidos, nas quais os alunos trabalhavam de forma independente, inserindo respostas nos dispositivos no próprio ritmo.

O artigo também alertava para o fato de que as novas máquinas levantavam algumas questões “profundas” para educadores e crianças. Será que o professor, perguntava o artigo, se tornaria “simplesmente uma babá glorificada”? E: “O que o ensino por máquina faz com o pensamento crítico dos alunos?”

Enfadonhas e didáticas, as máquinas de ensino acabaram sendo uma sensação de curto prazo nas salas de aula, tanto exageradas quanto temidas. O lançamento de novos robôs de ensino de IA seguiu uma narrativa semelhante de potencial transformação e dano à educação.

Em edição antiga do 'New York Times' texto com essas fotos em 1962 descrevia as máquinas de ensino como um 'campo em expansão'; entre os exemplos: dispositivos de sala de aula que usavam gravadores de fita para treinamento de idiomas Foto: Reprodução/The New York Times

Diferentemente das antigas máquinas de ensino do século XX, no entanto, os chatbots de IA parecem inventivas. Eles geram respostas instantâneas para cada aluno em uma linguagem de conversação. Isso significa que eles podem ser divertidos, atraentes e envolventes.

Alguns entusiastas imaginam os bots de tutoria de IA tornando-se companheiros de estudo que os alunos poderiam consultar discretamente sem constrangimento. Se as escolas adotassem amplamente essas ferramentas, elas poderiam alterar profundamente a forma como as crianças aprendem.

Isso inspirou alguns ex-executivos de grandes empresas de tecnologia a se dedicarem à educação. Jerome Pesenti, ex-vice-presidente de IA da Meta, fundou recentemente um serviço de tutoria chamado Sizzle A.I. O chatbot de IA do aplicativo usa um formato de múltipla escolha para ajudar os alunos a resolver questões de matemática e ciências.

E Jared Grusd, ex-diretor de estratégia da empresa de mídia social Snap, foi cofundador de uma start-up de redação chamada Ethiqly. O chatbot de IA do aplicativo pode ajudar os alunos a organizar e estruturar redações, além de fornecer feedback sobre as habilidades de escrita deles.

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Khan é um dos defensores mais notórios dos bots de tutoria. A Khan Academy lançou um chatbot de IA chamado Khanmigo no ano passado, especificamente para uso escolar. Ele foi projetado para ajudar os alunos a pensar em problemas de matemática e outras matérias - e não para fazer o trabalho escolar por eles.

Alunos da Khan Lab School estiveram entre os primeiros a experimentar o Khanmigo, um novo bot de tutoria de I.A. que pode ajudar os alunos a resolver problemas de matemática e outras matérias Foto: Mike Kai Chen/The New York Times

O sistema também armazena as conversas que os alunos têm com o Khanmigo para que os professores possam analisá-las. E o site adverte claramente os usuários: “O Khanmigo às vezes comete erros”. Escolas em Indiana, Nova Jersey e outros estados estão agora testando o chatbot tutor.

A visão do Khan para os robôs tutores pode ser atribuída, em parte, a livros populares de ficção científica como The Diamond Age, um romance cyberpunk de Neal Stephenson. Nesse romance, um dispositivo imaginário semelhante a um tablet é capaz de ensinar a uma jovem órfã exatamente o que ela precisa saber no momento exato - em parte porque ele pode analisar instantaneamente a voz, expressão facial e ambiente dela.

Khan previu que, dentro de aproximadamente cinco anos, os robôs tutores, como o Khanmigo, poderão fazer algo semelhante, com privacidade e segurança. “A IA poderá observar a expressão facial do aluno e dizer: ‘Ei, acho que você está um pouco distraído agora. Vamos nos concentrar nisso’”, disse Khan.

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