Patricia Jaques

Federal University of Pelotas | UFPEL

A confusão é uma emoção provável de ocorrer em tarefas de aprendizagem de conteúdos complexos, como na aprendizagem de programação de computadores. Quando não regulada pelo aluno, a confusão pode afetar negativamente o aprendizado. Quando regulada, pode levar a aprendizagem a níveis mais profundos. O estudo descrito neste artigo buscou melhorar o d...

This article presents a systematic review of research on motivation in computer-based learning environments, pub- lished in English in international scientific dissemination vehicles. Initially, 563 articles were collected from the main databases of scientific publications in the areas of Computing and Education. Of these, 38 were selected in the f...

Este artigo apresenta um modelo baseado na análise de sobrevivência para estimar a duração da emoção de confusão em estudantes durante a aprendizagem. A confusão acadêmica pode ter efeitos tanto positivos quanto negativos, sendo que a sua persistência pode levar a emoções negativas. O modelo considera fatores cruciais, como traços de personalidade...

Este estudo explora o emprego de Sistemas Tutores Inteligentes (STIs) no contexto brasileiro, focando em ambientes computacionais que oferecem aprendizado personalizado. Destacam-se dois casos: o PAT2Math, aplicado em escolas de ensino fundamental, que resultou em melhorias significativas nas habilidades algébricas dos estudantes e aumentou o engaj...

In Brazil, computational thinking has been included in the National Common Curricular Base since 2017 to develop skills such as creativity, logic, and adaptation. Affective Computing applied to Education (CAE) seeks to understand how affective states influence the development of these and other skills and propose technologies that respond appropria...

Este estudo foca-se nas emoções envolvidas na aprendizagem, com o objetivo de investigar a dinâmica afetiva entre estudantes brasileiros e desenvolver modelos de detecção de emoções livres de sensores, considerando características adicionais dos alunos. A pesquisa busca entender como diversos fatores, tais como personalidade, motivação, sexo, compo...

Affect dynamics in digital learning systems (DLS) research investigates how students’ emotions evolve while using these systems. This information can reveal the most common emotions experienced by students and how they transition between them. Recent studies indicate that affect dynamics in DLS vary depending on students’ demographic and personal c...

O reconhecimento automático de emoções através da face possui o potencial de tornar a interação com um computador uma experiência mais natural. Em especial nos ambientes inteligentes de aprendizagem, a detecção das emoções beneficia diretamente os estudantes ao usar as suas informações afetivas para perceber suas dificuldades, adaptar a intervenção...

Emotion detection through sensors is intrusive and expensive, making it impractical for many educational settings. As an alternative, sensor-free affect detection, which relies solely on interaction log data for machine learning models, has been explored. However, sensor-free emotion detectors have not significantly improved performance when traine...

Detectar a confusão do aluno permite ao ambiente computacional de aprendizagem realizar ações que ajudem o estudante a regular sua confusão e a se beneficiar dela. A pesquisa da Tese apresenta uma hipótese, justificada em teorias cognitivas de emoções, de que o uso de dados sobre estimativas de conhecimento do aluno pode melhorar o desempenho de mo...

Neste artigo, é descrito um estudo exploratório sobre o nível de confusão de alunos durante a aprendizagem de programação em ambientes computacionais de aprendizagem. Para tal, os dados de autorrelato de confusão e os logs das interações dos alunos com a plataforma foram coletados durante um semestre de aula. Ademais, foi estudada a relação do níve...

Detectar a confusão do aluno permite ao ambiente computacional de aprendizagem realizar ações que ajudem o aluno a regular sua confusão e a se beneficiar dela. O artigo apresenta evidências sobre os efeitos de usar dados sobre estimativas de conhecimento do aluno, além de dados sobre a interação dele com o ambiente, no desempenho de modelos de dete...

Emoções possuem um impacto significativo no processo de aprendizagem. Em especial, a emoção acadêmica da confusão pode possuir um papel tanto positivo quanto negativo durante atividades educacionais. Embora a confusão possa fomentar deliberações intencionais sobre o assunto tratado, um aluno que permanece confuso por um longo período de tempo pode...

Emoções possuem um impacto significativo no processo de aprendizagem. Em especial, a emoção acadêmica da confusão pode possuir um papel tanto positivo quanto negativo durante atividades educacionais. Embora a confusão possa fomentar deliberações intencionais sobre o assunto tratado, um aluno que permanece confuso por um longo período de tempo pode...

A pesquisa em dinâmica de afetos estuda como as emoções dos alunos se desenvolvem e se manifestam durante a aprendizagem. Trabalhos recentes mostraram que essa dinâmica não é universal e que depende do contexto dos alunos, principalmente seu país de origem. Identificamos que nenhuma pesquisa desenvolveu um modelo de dinâmica de afetos validado no c...

As redes sociais digitais estão se tornando cada vez mais populares e, com isso, elas oferecem uma plataforma massiva para a análise do comportamento humano em contextos mediados por computadores. O comportamento humano pode ser explorado pela análise do conjunto de rastros digitais criados pelas pessoas ao interagirem com as redes sociais. Esse ra...

Na atualidade, dispomos de diversas opções midiáticas que podem ser utilizadas como recurso tecnológico para o ensino. Redes sociais, ebooks, quadrinhos, vídeos, curtas e aplicativos móveis são alguns exemplos. Nesse contexto, as diversas mídias podem ser adotadas como estratégias para auxiliar estudantes no desenvolvimento de competências socioemo...

A pesquisa em dinâmica de afetos estuda como as emoções dos alunos se desenvolvem e se manifestam durante a aprendizagem. Trabalhos recentes mostraram que essa dinâmica não é genérica e que depende do contexto dos alunos, principalmente seu país de origem. Identificamos que nenhuma pesquisa desenvolveu um modelo de dinâmica de afetos validado no co...

Intelligent Tutoring Systems (ITSs) for Math still use traditional data input methods: computers' keyboard and mouse. However, students usually solve math tasks using paper and pen. Therefore, the gap between the manner the students work and the requirements imposed by these typing-based systems expose students to an extraneous cognitive load, impa...

Emotions can influence cognitive development and are key elements to the teaching-learning process. Positive emotions (e.g., engagement) can improve the ability to solve problems, store information, and make decisions. On the other hand, negative emotions (e.g., boredom) reduce the capacity to process information at a deeper level, preventing learn...

As emoções influenciam os processos cognitivos e são essenciais durante o aprendizado. Algumas emoções podem afetar negativamente o aprendizado, como a frustração e o tédio; outras, como o engajamento, podem ter um efeito positivo. Por outro lado, algumas emoções, como a confusão, podem ter um papel duplo, influenciando negativamente ou positivamen...

Em sistemas computacionais educacionais, os elementos de multimídia vem sendo utilizados como ferramentas cognitivas importantes capazes de apoiar a compreensão de informações mais complexas. Porém, quando elaborados de maneira inadequada, os elementos de multimídia podem dificultar o entendimento de instruções, resultando em um alto esforço cognit...

Studies that presented models for identifying students' knowledge in programming in computing learning environments did not investigate ways to identify knowledge units in the process of being applied during coding. This type of information can be useful for decision making in adaptive environments, such as offering support when the student is tryi...

Este artigo apresenta um modelo baseado em aprendizado de máquina para detecção automática do comportamento de tentativa e erro em um Sistema Tutor Inteligente baseado em passos. Esse modelo foi treinado com base nos dados obtidos através da observação e análise de vídeos e dos logs de interação do aluno com o sistema. Após o desenvolvimento de um...

Math errors are an important part of the learning process. For this reason, diagnosing them can help teachers and intelligent learning environments to choose the most appropriate type of assistance for the learner. In particular, the identification of learner misconceptions can be of special importance because they represent a misunderstanding of m...

O interesse pelos agentes animados com dimensões afetivas tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Entretanto, não houve uma comparação dos efeitos de agentes pedagógicos animados com atitudes opostas (como amigável e direta, por exemplo) e neutras (sem emoções). Dessa maneira, o objetivo deste trabalho é verificar o impacto das atitudes d...

Sistemas Tutores Inteligentes (STI) baseados em passos são capazes de auxiliar os alunos na resolução de tarefas passo a posso, gerando uma grande quantidade de dados de interação, chamados logs, entre o sistema e o aluno. Este trabalho aplica técnicas de mineração de dados sobre os logs gerados de um STI de matemática baseado em passos para detect...

The gamification of education can enhance levels of students’ engagement similar to what games can do, to improve their particular skills and optimize their learning. On the other hand, scientific studies have shown adverse outcomes based on the user’s preferences. The link among the user’s characteristics, executed actions, and the game elements i...

This paper uses data mining, with data coming from the interaction of the students in a step-based ITS, to detect four learning emotions: confusion, engagement, frustration, and boredom. Unlike related works, our model aims to verify whether the students' personality can impact the precision of the detection positively. Also, the emotion labels wer...

Nesse artigo busco discutir os impactos de robôs (em software ou hardware) dotados de habilidades socioemocionais. Para isso, uso como cenário ilustrativo o episódio “Volto Já”, da segunda temporada da série de televisão “Black Mirror”. Nesse episódio, Martha compra um robô que simula a personalidade do seu falecido marido, aprendida através das in...

The detection of students’ emotions in computer-based learning environments is a complex task. Although emotions can be detected from sensors, a less intrusive method is to train supervised machine learning algorithms for the emotions prediction based on the log of students’ actions on the system. For these algorithms to work as expected, they need...

The detection of student’s emotions in computer-based learn-ing environments is a complex task. Although emotions can be detectedfrom sensors, a less intrusive method is to train supervised machine learning algorithms for the emotions prediction based on the log of students actions on the system. For these algorithms to work as expected, they need...

Efficient distributed numerical word representation models (word embeddings) combined with modern machine learning algorithms have recently yielded considerable improvement on automatic document classification tasks. However, the effectiveness of such techniques has not been assessed for the hierarchical text classification (HTC) yet. This study in...

An experimental study was conducted with 8th grade students (N = 41), ranging from 13 to 14 years old, whereby they solved first-degree equations using a step-based intelligent tutoring system. The aim of the study is to assess the training of the metacognitive knowledge monitoring ability carried out by an animated pedagogical agent integrated int...

As emoções vivenciadas pelos estudantes podem influenciar negativamente ou positivamente o aprendizado. Dessa forma, a detecção das emoções dos estudantes por softwares educacionais, como Sistemas Tutores Afetivos (STAs), permite a esses sistemas fornecer uma resposta mais adequada com objetivo de maximizar o aprendizado. Esse artigo apresenta um m...

Knowledge monitoring is a fundamental metacognitive skill for the development of other metacognitive skills and is related to successful learning in all academic settings, including higher education. This skill allows students to identify their knowledge gaps more precisely, so they can engage in self-regulated activities. Self-regulated learners a...

In most Intelligent Tutoring Systems, the help messages (hints) are not very clear for students as they are only presented textually and have little connection with the task elements. This can lead to students' undesired behaviors, like gaming the system, associated with low performance. In this paper, the authors aim at evaluating if the gestures...

CSCL investigates ways of promoting students' collaboration through technology. Although affective states and socio-emotional factors have an important effect on learning, few studies have classified and analyzed the results obtained by the scientific community to show their real impacts on in CSCL settings. The lack of a comprehensive overview and...

This article presents the results of an experiment in which we investigated how prior algebra knowledge and personality can influence the permanence time from the confusion state to frustration/boredom state in a computer learning environment. Our experimental results indicate that people with a neurotic personality and a low level of algebra knowl...

This paper aims to perform a survey of the scientific work carried out in the last 15 years in the area of Affective Computing in the context of Computers in Education. For this, a systematic mapping was carried out in the main scientific databases of the area in Brazil, being the SBIE, WIE and RBIE, which are events and journal of CEIE. Based on s...

In an Intelligent Tutoring System (ITS), the graph-ical user interface is the main mode of interaction between theprogram and the user. Thus, it is important to evaluate itsusability, which is the system’s efficiency and ease of use. Forthese evaluations, methods such as Nielsen heuristics and ques-tionnaires are more recurrent. However, such proce...

O presente artigo busca discutir o desafio da qualidade da pesquisa científica em informática na educação no Brasil. Inicialmente, apresenta-se o cenário atual da pesquisa como forma de identificar fatores que determinam a qualidade e impacto nacional e internacional da pesquisa naárea. Após identificação desses fatores, são apresentadas ações a se...

This article presents a logical formalization of the emotional appraisal theory, i.e., it formalizes the cognitive process of evaluation that elicits an emotion. This formalization is psychologically grounded on the OCC cognitive model of emotions. More specifically, we are interested in event-based emotions, i.e., emotions that are elicited by the...

Para que os Sistemas Tutores Inteligentes possam fornecer assistência e instrução personalizada ao aprendiz, eles precisam inferir o seu conhecimento. Redes Bayesianas são comumente empregadas para modelar a probabilidade do aluno saber um determinado tópico (unidade) de conhecimento, uma vez que as mesmas são capazes de lidar com incertezas. Este...

Alunos que possuem habilidades metacognitivas estudam mais estrategicamente, buscam o conhecimento em áreas deficitárias e controlam sua aprendizagem. A habilidade fundamental para o desenvolvimento de outras habilidades metacognitivas é a de monitoramento do conhecimento. Apesar de diversos trabalhos encorajarem os estudantes a monitorarem o própr...

In this work, we present an approach to model and analyze students interactions, within a gamified on-line learning environment, in order to assist teachers and tutors (education professionals) decision-making, regarding their students learning experience. We noticed that asking students this information might not bring precise and dynamic results...

Esse trabalho investiga os efeitos do treinamento da habilidade metacognitiva de monitoramento do conhecimento em sistemas tutores inteligentes do tipo step-based, quando o treinamento é adaptado a caraterísticas do aluno. Um agente pedagógico animado que encoraja o aluno a refletir sobre seu conhecimento foi desenvolvido e integrado a um sistema t...

Intelligent Tutoring Systems (ITSs) have been largely used in school settings and considered effective learning tools. However, students’ performance might be impaired by their undesired behaviors. An example of these behaviors is “gaming the system”, which happens when the student tries to mislead the system in order to advance faster in the tasks...

Esse artigo descreve um editor inteligente que assiste os estudantes na tradução de enunciados de problemas em equações algébricos. O editor apresenta funcionalidades que auxiliam o estudante a identificar as principais partes do problema e definir relações e equações, além de permitir a consulta de problemas relacionados que foram previamente reso...

This paper presents a model of relationship between personality traits and students' roles, based on learning theories, to improve the formation of high performance groups. It has two main contributions: first, a process to model collaborative learning roles based on personality traits; second, an ontological structure to support group formation. R...

In most Intelligent Tutoring Systems, the help messages (hints) are not very clear for students as they are only presented textually and have little connection with the task elements. This can lead to students' undesired behaviors, like gaming the system, associated with low performance. In this paper, the authors aim at evaluating if the gestures...

This paper investigates the effects of training the metacognitive skill of knowledge monitoring when metacognitive instruction is adapted to the characteristics of students in intelligent tutoring systems. An animated pedagogical agent that trains knowledge monitoring was developed and integrated into a step-based tutoring system that helps student...

Animated pedagogical agents (APAs) have frequently been used as a powerful addition to learning environments, since APAs have been known to facilitate learning. APAs can present various features, such as voice, movements, gestures and pointing, and researchers have sought to verify specifically which features of agents effectively contribute to lea...

Infographic is a type of information visualization that uses graphic design to enhance human ability to identify patterns and trends. It is popularly used to support spread of information. Yet, there are few studies that investigate how infographics affect learning and how individual factors, such as learning styles and enjoyment of the information...

O aprendizado da programação tem se revelado desafiador para a maioria dos alunos do ensino superior. A estratégia de ensino empregada é geralmente o learning by doing, envolvendo a aplicação de vários exercícios de programação. Essas atividades são facilitadas por ferramentas que possibilitam aos alunos a submissão da solução dos exercícios pela i...

One of the great challenges for Computer Supported Collaborative Learning (CSCL) research area is the creation of learning groups, ensuring the synergy among their members, so that the educational benefits are fully achieved. In order to promote this synergy, researchers on Affec-tive Computing discuss the importance of considering the affective st...

The BDI (Belief-Desire-Intention) model is a well known reasoning architecture for intelligent agents. According to the original BDI approach, an agent is able to deliberate about what action to do next having only three main mental states: belief, desires and intentions. A BDI agent should be able to choose the more rational action to be done with...

Saber identificar o que se sabe e o que não se sabe em um determinado domínio de conhecimento é uma habilidade metacognitiva fundamental para o sucesso da aprendizagem. No entanto, poucos trabalhos se preocuparam em desenvolver um modelo de instrução específico para a melhora desta habilidade. Este artigo apresenta o modelo e a implementação de um...

Este artigo descreve uma avaliacao experimental com 46 alunos que buscou melhorar a atencao dos aprendizes de um sistema tutor inteligente (STI) por meio de mindfulness. No inicio da sessao, o STI tocava um audio, que guiava o grupo experimental na pratica de mindfulness, enquanto o grupo de controle ouvia sobre a historia da algebra. Embora nao ha...

Pesquisadores da CSCL têm investigado modelos baseados em teorias de aprendizagem para apoiar a formação de grupos de alta performance. Apesar das importantes contribuições nessa área, observou-se a falta de estudos que utilizem os estados afetivos (e.g., traços de personalidade) combinados a outros elementos importantes na formação de grupos (e.g....

The challenge of designing universal access to knowledge demands considerations on multi-device interaction. A systematic review of inclusive environments built from multiple devices was conducted based on studies published during the period of 2002–2013. The search strategy combined manual and automatic searches from which 8889 studies were identi...

Resumo Sistemas Tutores Inteligentes (STI) são ambientes computacionais que possuem a capacidade de aprender sobre os aprendizes e modelar esse conhecimento em um Modelo de Aluno, de forma que possam prover assistência individualizada. Uma das técnicas inteligentes utilizadas para modelar o conhecimento do aluno são as Redes Bayesianas. Trata-se de...