EBTutor: A Proposal for an Intelligent Tutoring System in Competency-Based Learning in the Brazilian Army

Abstract


Competency-based learning (CBL) has been utilized in the military education of the Brazilian Army (BA) since 2012. Although there are studies reporting the successful use of intelligent tutoring systems (ITS) in CBL across various contexts, evidence on the effectiveness of these systems in the military setting, particularly in the BA, is lacking. In an effort to address this research gap, this study aimed to present EBTutor, an ITS based on AI and knowledge graphs, to support CBL in BA courses. The results from using EBTutor in a class of sergeants enrolled in the "Computer Networks" course indicate improved student performance and a positive impression of the ITS by the 17 students who evaluated it.

Keywords: Education, Competency-Based Learning, Intelligent Tutoring Systems

References

Adenowo, A. (2012). Augmented Conversation and Cognitive Apprenticeship-Based Intelligent Learning Activity Builder System. PhD thesis, De Montfort University.

Alkhatlan, A. , Kalita, J. (2018). Intelligent tutoring systems: A comprehensive historical survey with recent developments.

Azevedo, R., Bouchet, F., Duffy, M., Harley, J., Taub, M., Trevors, G., Cloude, E., Dever, D., Wiedbusch, M., Wortha, F., et al. (2022). Lessons learned and future directions of MetaTutor: Leveraging multichannel data to scaffold self-regulated learning with an intelligent tutoring system. Frontiers in Psychology, 13.

Barbosa, F. M., & Netto, J. F. D. M. (2023). Sti Curumim: Uma ferramenta de aprendizagem de trigonometria baseada na teoria das experiências de aprendizagem mediadas. Anais do XXXIV Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, 1501–1511. SBC.

Belluzzo, R. C. B. (2005). Competências na era digital: desafios tangíveis para bibliotecários e educadores. ETD: Educação Temática Digital, 6(2), 30–50.

Belluzzo, R. C. B., & Dudziak, E. A. (2009). Educação, informação e tecnologia na sociedade contemporânea: diferenciais à inovação? Revista Brasileira de Biblioteconomia e Documentação, 4(2), 44–51.

Bognár, L., & Fauszt, T. (2020). Different learning predictors and their effects for Moodle machine learning models. In 2020 11th IEEE International Conference on Cognitive Infocommunications (CogInfoCom), 405–410. IEEE.

BRASIL. (2012). Política Nacional de Defesa e Estratégia Nacional de Defesa.

Cardoso, J., Bittencourt, G., Frigo, L. B., Pozzebon, E., Postal, A. (2004). Mathtutor: A multi-agent intelligent tutoring system. IFIP International Conference on Artificial Intelligence Applications and Innovations (pp. 231–242). Springer.

Clancey, W. J. (1986). Intelligent tutoring systems: A tutorial survey. Technical report, Stanford University.

De Morais, F., Jaques, P. A. (2020). Considerando personalidade e transições de emoções na detecção de emoções baseada em mineração de dados. Revista Brasileira de Informática na Educação, 28, 749–775.

Deeva, G., Bogdanova, D., Serral, E., Snoeck, M., De Weerdt, J. (2021a). A review of automated feedback systems for learners: Classification framework, challenges and opportunities. Computers & Education, 162, 104094.

Deeva, G., Bogdanova, D., Serral, E., Snoeck, M., De Weerdt, J. (2021b). A review of automated feedback systems for learners: Classification framework, challenges and opportunities. Computers & Education, 162:104094.

DeLone, W. H. , McLean, E. R. (2003). The delone and mclean model of information systems success: a ten-year update. Journal of management information systems, 19(4):9–30.

Fan, F. M., Collischonn, W. (2014). Integração do modelo mgb-iph com sistema de informação geográfica. Rbrh: revista brasileira de recursos hídricos. Porto Alegre, RS. Vol. 19, n. 1 (jan./mar. 2014), p. 243-254.

Fedeli, P. G. R. L. (2012). Intelligent tutoring systems: a short history and new challenges. Intelligent Tutoring Systems: an Overview, page 13.

Ferraz, P. F. O., de Oliveira, P. T., and Hornink, G. G. (2015). Desenvolvimento e implementação de indicadores de colaboração e participação no moodle. Informática na educação: teoria & prática, 18(1).

Gavidia, J. J. Z. and de Andrade, L. C. V. (2003). Sistemas tutores inteligentes.

Kautzmann, T. R. , Jaques, P. A. (2016). Treinamento da habilidade metacognitiva de monitoramento do conhecimento em sistemas tutores. Revista Brasileira de Informática na Educação, 24(02):22.

Leyzberg, D., Ramachandran, A., Scassellati, B. (2018). The effect of personalization in longer-term robot tutoring. ACM Transactions on Human-Robot Interaction (THRI), 7(3):1–19.

Lopes, A. M. M. , Netto, J. F. d. M. (2023). Incorporando uma abordagem para avaliação de habilidades cognitivas em um sistema tutor inteligente. Revista Novas Tecnologias na Educação, 21(2):178–187.

Luccioni, A., Nkambou, R., Massardi, J., Bourdeau, J., Coulombe, C. (2016). Sti-dico: a web-based system for intelligent tutoring of dictionary skills. In Proceedings of the 25th International Conference Companion on World Wide Web, pages 923–928.

Maciel, A. M., Rodrigues, R. L., Carvalho, E. C. (2014). Desenvolvimento de um assistente virtual integrado ao moodle para suporte a aprendizagem online. In Brazilian Symposium on Computers in Education (Simpósio Brasileiro de Informática na Educação-SBIE), volume 25, page 382.

Maldaner, N., Pozzebon, E., dos Santos, T. N. (2022). Proposta de implementação da computação afetiva no sistema tutor inteligente mazk: conciliando emoções com o processo de aprendizagem. RENOTE, 20(2).

Moreira, T. O., da Silva, C. S., Passos, C., Fernandes, I., Goldschmidt, R. R. (2023). Tutor inteligente em jogo educacional digital para capacitaçao na identificação de fake news em português: Experimentos preliminares. In Anais Estendidos do XXXIV Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, pages 14–20. SBC.

Nwana, H. S. (1990). Intelligent tutoring systems: an overview. Artificial Intelligence Review, 4(4):251–277.

Oliveira Moreira, T. , Passos, C. A., Matias da Silva, F. R., Souza Freire, P. M., Fernandes de Souza, I., da Silva, C. R. B. S., Goldschmidt, R. R. (2023). Jedi a digital educational game to support student training in identifying portuguese-written fake news: Case studies in high school, undergraduate and graduate scenarios. Education and Information Technologies, pages 1–31.

Payne, V. L., Medvedeva, O., Legowski, E., Castine, M., Tseytlin, E., Jukic, D., Crowley, R. S. (2009). Effect of a limited enforcement intelligent tutoring system in dermatopathology on student errors, goals and solution paths. Artificial Intelligence in Medicine, 47(3):175–197.

Rissoli, V. R. V., Giraffa, L. M. M., and de Paula Martins, J. (2006). Sistema tutor inteligente baseado na teoria da aprendizagem significativa com acompanhamento fuzzy. Informática na educação: teoria & prática, 9(2).

Roll, I., Aleven, V., McLaren, B. M., Koedinger, K. R. (2011). Improving students’ help-seeking skills using metacognitive feedback in an intelligent tutoring system. Learning and instruction, 21(2):267–280.

Seffrin, H., Rubi, G., Ghilardi, C., Morais, F., Jaques, P., Isotani, S., Bittencourt, I. I. (2012). Dicas inteligentes no sistema tutor inteligente pat2math. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação, volume 23.

Solé-Beteta, X., Navarro, J., Vernet, D., Zaballos, A., Torres-Kompen, R., Fonseca, D., Briones, A. (2021). Automatic tutoring system to support cross-disciplinary training in big data. The Journal of Supercomputing, 77(2):1818–1852.

Sottilare, R. A., Brawner, K. W., Sinatra, A. M., Johnston, J. H. (2017). An updated concept for a generalized intelligent framework for tutoring (gift). GIFTtutoring. org. Páginas: 1–19.

Tran, L. (2021). Developing a competency-based training tool to introduce word reading drills to novice learners. PhD thesis, Harvard University.

Urbach, N. and Müller, B. (2012). The updated delone and mclean model of information systems success. Information Systems Theory: Explaining and Predicting Our Digital Society, Vol. 1, páginas 1–18.

Wambsganss, T., Kueng, T., Soellner, M., and Leimeister, J. M. (2021). Arguetutor: An adaptive dialog-based learning system for argumentation skills. In Proceedings of the 2021 CHI conference on human factors in computing systems, pages 1–13.

Yang, C. (2009). An intelligent tutoring system based on personalized learning. Faculty of Graduate Studies and Research, University of Regina.

Zabala, A. , Arnau, L. (2015). Como aprender e ensinar competências. Penso Editora.

Zabala, A. , Arnau, L. (2020). Métodos para ensinar competências. Penso Editora.
Published
2024-11-04
SILVA, Cláudia S. da; MOREIRA, Treice O.; FERNANDES, Isabel; PASSOS, Cláudio; CAVALCANTI, Maria Cláudia R.; DUARTE, Julio Cesar; GOLDSCHMIDT, Ronaldo R.. EBTutor: A Proposal for an Intelligent Tutoring System in Competency-Based Learning in the Brazilian Army. In: BRAZILIAN SYMPOSIUM ON COMPUTERS IN EDUCATION (SBIE), 35. , 2024, Rio de Janeiro/RJ. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2024 . p. 1674-1688. DOI: https://doi.org/10.5753/sbie.2024.242320.