Metodologia de Apoio ao Processo de Ensino-Aprendizagem baseada em Extração de Informações Abertas e Teoria dos Grafos
Resumo
Este trabalho descreve uma metodologia automática para avaliação do aprendizado em domínios do conhecimento não específicos, utilizando um técnicas de Processamento de Linguagem Natural (PLN) e da Teoria dos Grafos. Objetiva através de Mapas Conceituais gerados a partir dos textos livres, em português, escritos por alunos e professores, avaliar o nível de assimilação e similaridade entre os mapas gerados. O principal diferencial deste trabalho é a utilização de métricas para avaliação automática dos alunos, consistindo em ferramenta de auxílio do professor. No experimento realizado concluiu-se que é possível, e com grau de acurácia da ordem de 75%, extrair triplas conceituais de textos descritivos de alunos.
Palavras-chave:
Processamento de Linguagem Natural, Teoria dos Grafos, Mapas Conceituais, Avaliação Automática, Ensino-Aprendizagem
Referências
AGUIAR, C. Zacché. Concept Maps Mining for Text Summarization. Dissertação (Dissertação em Informática – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória-ES, p. 96-101, 2017(a).
AGUIAR, C. Z., CURY, D. & ZOUAQ, A. Mineração de Mapas Conceituais para Sumarização de Textos. In: Anais dos Workshops do Congresso Brasileiro de Informática na Educação (CBIE). p. 57. 2017(b).
AUSUBEL, D. P. Educational Psychology: A Cognitive View. New York: Holt, Rinehart and Winston. 1968.
BITTENCOURT, G.K.G.D., SCHAURICH D., MARINI M., CROSSETTI M.G.O. Aplicação de mapa conceitual para identificação de diagnósticos de enfermagem. Rev. Bras. Enferm. 2011; 64(5):963-7.
BRIER, A.; HOPP, B. Quantitative Analysis of Textual Data with HAMLET II 3.0 for Windows: A Multidimensional Scaling Approach to Quantitative Textual Analysis. 2011.
BUNKE, H. & SHEARER, K. A graph distance metric based on the maximal common subgraph. Pattern Recognition Letters, 19(3–4):255 – 259. 1998.
CARABETTA, V. A Utilização de Mapas Conceituais como recurso didático para a construção e inter-relação de conceitos. Revista Brasileira de Educação Médica. v. 37, n. 3, p.441–447, 2013.
CmapTools: knowledge modeling kit. Produced by Institute for Human and Machine Cognition. 2019. Version 6.03.01. Disponível em: [link]. Acessado em: 13 de maio de 2019.
ETZIONI, Oren. Search needs a shake-up. Nature, 476(7358):25–26. 2011.
FADER, Anthony; ZETTLEMOYER, Luke, and OREN, Etzioni. Open question answering over curated and extracted knowledge bases. In KDD. 2014.
HANDRICK, F. ROSAI: Uma Proposta de Representação do Modelo ROSA em Linguagem Lógica. Rio de Janeiro, RJ: IME - Instituto Militar de Engenharia, Dissertação de Mestrado, 2005.
KOURY, Alessandra Franchi. O uso de redes e mapas conceituais para comparar o conhecimento estabelecido, o processo de ensino e o aprendizado dos aspectos macroscópicos e submicroscópicos do equilíbrio químico. Dissertação (Dissertação em Ensino de Ciências – Universidade de São Paulo, São Paulo, p. 34, 2018.
KOWATA, J. H.; CURY, D.; BOERES, M. C. S. Caracterização das Abordagens para Construção (Semi) Automática de Mapas Conceituais. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Florianópolis, SC - Brasil: Anais do XX SBIE. 2009.
KOWATA, J. H.; CURY, D.; BOERES, M. C. S. Uma abordagem computacional para construção de Mapas Conceituais. XXI Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. João Pessoa, PB: Anais do XXI SBIE. 2010.
KOWATA, J. H.; CURY, D.; BOERES, M. C. S. Construindo Mapas Conceituais a partir de Textos: Uma abordagem computacional aplicada à Lingua Portuguesa do Brasil. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Aracaju, Sergipe - Brasil: Anais do XXI SBIE. 2011.
LEE, J. H., & SEGEV, A. Knowledge Maps For E-Learning. Computers & Education, 59(2), p. 353-364. 2012.
LIMA, J. A.; SAMPAIO, C. G.; BARROSO, M. C. S. B.; VASCONCELOS, A. K. P. e SARAIVA, F. A. S. Avaliação da aprendizagem em química com uso de mapas conceituais. Revista Thema, v. 14, n. 2, p. 37-44, 2017.
MOREIRA, M. A. Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa. Cadernos do Aplicação, v.11, n. 2, p. 143-156, 1998.
NOVAK, J. D. Learning, Creating, and Using Knowledge. Concept Maps as Facilitative Tools in Schools and Corporations. Routledge, 2010.
OLIVEIRA, Leandro Souza; GLAUBER, Rafael; CLARO, Daniela Barreiro. DependentIE: An Open Information Extraction system on Portuguese by a Dependence Analysis. In: Anais do XIV Encontro Nacional de Inteligência Artificial e Computacional – ENIAC. 2017.
PÉREZ, C. C. C., & VIEIRA, R. Mapas Conceituais: Geração e Avaliação. In Anais do III Workshop em Tecnologia da Informação e da Linguagem Humana (TIL). p. 2158-2167. 2005.
PERIN, W. D. A.; CURY, D.; MENEZES, C. S. D. Construindo Mapas Conceituais Utilizando a Abordagem iMap. XVII Versão Congresso Internacional de Informática Educativa. Santiago - Chile: Anais do TISE. 2012.
PERIN, W. d. A. iMap - Um Mecanismo de Inferência para Mapas Conceituais. Dissertação (Mestrado) — Departamento de Informática, Universidade Federal do Espírito Santo, 2014.
RIBEIRO, E. F. et al. Um estudo sobre o incremento da Coesão e Coerência (Expressividade) em Mapas Conceituais. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Juiz de Fora, MG - Brasil: Anais do XVI SBIE. 2011. p. 233-242.
SANTOS, V. and PINHEIRO, V. Report é um sistema de extração de informações aberta para língua portuguesa. In Proceedings of the x Brazilian Symposium in Information and Human Language Technology (STIL), Natal, RN, Brazil. SBC. 2015.
SODERLAND, Stephen; ROOF, Brendan; QIN, Bo; XU, Shi; MAUSAM; and ETZIONI, Oren. Adapting open information extraction to domain-specific relations. AI Magazine, 31(3):93–102. 2010.
VIEIRA, M. Luis; CASTAMAN, A. Sara; INOCENTE, Luciane. Mapa Conceitual: Instrumento de Avaliação Educacional no Curso de Agronomia. rev. Unoesc & Ciência ACHS. v. 9 n. 1. p. 57-64. 2018.
WANG, S., ORORBIA, A., WU, Z., WILLIAMS, K., LIANG, C., PURSEL, B., & GILES, C. L. Using Prerequisites to Extract Concept Maps Fromtextbooks. In Proceedings of the 25th International Conference on Information and knowledge Management. p. 317-326. ACM. 2016.
XAVIER, Clarissa Castellã; LIMA, Vera Lúcia Strube; SOUZA, Marlo. Open Information Extraction Based on Lexical Semantics. Journal of the Brazilian Computer Society 2015, 21:4 DOI: 10.1186/s13173-015-0023-2. 2015.
AGUIAR, C. Z., CURY, D. & ZOUAQ, A. Mineração de Mapas Conceituais para Sumarização de Textos. In: Anais dos Workshops do Congresso Brasileiro de Informática na Educação (CBIE). p. 57. 2017(b).
AUSUBEL, D. P. Educational Psychology: A Cognitive View. New York: Holt, Rinehart and Winston. 1968.
BITTENCOURT, G.K.G.D., SCHAURICH D., MARINI M., CROSSETTI M.G.O. Aplicação de mapa conceitual para identificação de diagnósticos de enfermagem. Rev. Bras. Enferm. 2011; 64(5):963-7.
BRIER, A.; HOPP, B. Quantitative Analysis of Textual Data with HAMLET II 3.0 for Windows: A Multidimensional Scaling Approach to Quantitative Textual Analysis. 2011.
BUNKE, H. & SHEARER, K. A graph distance metric based on the maximal common subgraph. Pattern Recognition Letters, 19(3–4):255 – 259. 1998.
CARABETTA, V. A Utilização de Mapas Conceituais como recurso didático para a construção e inter-relação de conceitos. Revista Brasileira de Educação Médica. v. 37, n. 3, p.441–447, 2013.
CmapTools: knowledge modeling kit. Produced by Institute for Human and Machine Cognition. 2019. Version 6.03.01. Disponível em: [link]. Acessado em: 13 de maio de 2019.
ETZIONI, Oren. Search needs a shake-up. Nature, 476(7358):25–26. 2011.
FADER, Anthony; ZETTLEMOYER, Luke, and OREN, Etzioni. Open question answering over curated and extracted knowledge bases. In KDD. 2014.
HANDRICK, F. ROSAI: Uma Proposta de Representação do Modelo ROSA em Linguagem Lógica. Rio de Janeiro, RJ: IME - Instituto Militar de Engenharia, Dissertação de Mestrado, 2005.
KOURY, Alessandra Franchi. O uso de redes e mapas conceituais para comparar o conhecimento estabelecido, o processo de ensino e o aprendizado dos aspectos macroscópicos e submicroscópicos do equilíbrio químico. Dissertação (Dissertação em Ensino de Ciências – Universidade de São Paulo, São Paulo, p. 34, 2018.
KOWATA, J. H.; CURY, D.; BOERES, M. C. S. Caracterização das Abordagens para Construção (Semi) Automática de Mapas Conceituais. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Florianópolis, SC - Brasil: Anais do XX SBIE. 2009.
KOWATA, J. H.; CURY, D.; BOERES, M. C. S. Uma abordagem computacional para construção de Mapas Conceituais. XXI Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. João Pessoa, PB: Anais do XXI SBIE. 2010.
KOWATA, J. H.; CURY, D.; BOERES, M. C. S. Construindo Mapas Conceituais a partir de Textos: Uma abordagem computacional aplicada à Lingua Portuguesa do Brasil. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Aracaju, Sergipe - Brasil: Anais do XXI SBIE. 2011.
LEE, J. H., & SEGEV, A. Knowledge Maps For E-Learning. Computers & Education, 59(2), p. 353-364. 2012.
LIMA, J. A.; SAMPAIO, C. G.; BARROSO, M. C. S. B.; VASCONCELOS, A. K. P. e SARAIVA, F. A. S. Avaliação da aprendizagem em química com uso de mapas conceituais. Revista Thema, v. 14, n. 2, p. 37-44, 2017.
MOREIRA, M. A. Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa. Cadernos do Aplicação, v.11, n. 2, p. 143-156, 1998.
NOVAK, J. D. Learning, Creating, and Using Knowledge. Concept Maps as Facilitative Tools in Schools and Corporations. Routledge, 2010.
OLIVEIRA, Leandro Souza; GLAUBER, Rafael; CLARO, Daniela Barreiro. DependentIE: An Open Information Extraction system on Portuguese by a Dependence Analysis. In: Anais do XIV Encontro Nacional de Inteligência Artificial e Computacional – ENIAC. 2017.
PÉREZ, C. C. C., & VIEIRA, R. Mapas Conceituais: Geração e Avaliação. In Anais do III Workshop em Tecnologia da Informação e da Linguagem Humana (TIL). p. 2158-2167. 2005.
PERIN, W. D. A.; CURY, D.; MENEZES, C. S. D. Construindo Mapas Conceituais Utilizando a Abordagem iMap. XVII Versão Congresso Internacional de Informática Educativa. Santiago - Chile: Anais do TISE. 2012.
PERIN, W. d. A. iMap - Um Mecanismo de Inferência para Mapas Conceituais. Dissertação (Mestrado) — Departamento de Informática, Universidade Federal do Espírito Santo, 2014.
RIBEIRO, E. F. et al. Um estudo sobre o incremento da Coesão e Coerência (Expressividade) em Mapas Conceituais. Simpósio Brasileiro de Informática na Educação. Juiz de Fora, MG - Brasil: Anais do XVI SBIE. 2011. p. 233-242.
SANTOS, V. and PINHEIRO, V. Report é um sistema de extração de informações aberta para língua portuguesa. In Proceedings of the x Brazilian Symposium in Information and Human Language Technology (STIL), Natal, RN, Brazil. SBC. 2015.
SODERLAND, Stephen; ROOF, Brendan; QIN, Bo; XU, Shi; MAUSAM; and ETZIONI, Oren. Adapting open information extraction to domain-specific relations. AI Magazine, 31(3):93–102. 2010.
VIEIRA, M. Luis; CASTAMAN, A. Sara; INOCENTE, Luciane. Mapa Conceitual: Instrumento de Avaliação Educacional no Curso de Agronomia. rev. Unoesc & Ciência ACHS. v. 9 n. 1. p. 57-64. 2018.
WANG, S., ORORBIA, A., WU, Z., WILLIAMS, K., LIANG, C., PURSEL, B., & GILES, C. L. Using Prerequisites to Extract Concept Maps Fromtextbooks. In Proceedings of the 25th International Conference on Information and knowledge Management. p. 317-326. ACM. 2016.
XAVIER, Clarissa Castellã; LIMA, Vera Lúcia Strube; SOUZA, Marlo. Open Information Extraction Based on Lexical Semantics. Journal of the Brazilian Computer Society 2015, 21:4 DOI: 10.1186/s13173-015-0023-2. 2015.
Publicado
11/11/2019
Como Citar
VASCONCELOS, Jonatas; PINHEIRO, Vládia.
Metodologia de Apoio ao Processo de Ensino-Aprendizagem baseada em Extração de Informações Abertas e Teoria dos Grafos. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE INFORMÁTICA NA EDUCAÇÃO (SBIE), 30. , 2019, Brasília/DF.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2019
.
p. 1818-1827.
DOI: https://doi.org/10.5753/cbie.sbie.2019.1818.
