Educação: o antes e o depois da Ciência dos Dados
Esta próxima década que se avizinha (2021-2030) será moldada por inovadoras plataformas de aprendizagem inteligentes. Muito além da educação a distância da década anterior, esses novos ambientes virtuais de aprendizagem estarão recheados com analítica da aprendizagem, algoritmos, assistentes virtuais por fala, laboratórios de simulação e múltiplas realidades, metacognição, edugenômica etc. Tudo isso operando em ambiente de nuvem, tipo Azure da Microsoft e outros.
*Por Ronaldo Mota
Em 2005, o então ministro Tarso Genro me convidou a assumir a Secretaria de Educação a Distância do MEC. Por ocasião da minha posse, afirmei: “Educação a distância: no começo estranha, depois entranha”.
Atualmente, aquela frase, inspirada em Fernando Pessoa, dispensa explicações. O mundo digital na educação, que era então embrionário, hoje está plenamente consolidado e operante. Permanecem ainda muitos desafios a enfrentar, tais como o risco do aumento da desigualdade social, decorrente da não equalização de acessibilidade à rede internet, e de garantia de qualidade dos conteúdos digitais distribuídos, bem como rigor com o uso apropriado dos dados coletados.
Passados mais de 15 anos, qual seria uma frase similar no contexto atual? A resposta na minha opinião é simples: “Educação incorporando Inteligência Artificial não será a mesma de antes”.
Esta próxima década que se avizinha (2021-2030) será moldada por inovadoras plataformas de aprendizagem inteligentes. Muito além da educação a distância da década anterior, esses novos ambientes virtuais de aprendizagem estarão recheados com analítica da aprendizagem, algoritmos, assistentes virtuais por fala, laboratórios de simulação e múltiplas realidades, metacognição, edugenômica etc. Tudo isso operando em ambiente de nuvem, tipo Azure da Microsoft e outros. Como sempre, teremos a opção de percebermos, entendermos e adotarmos a tempo ou sermos convencidos depois.
O futuro é agora
Estamos falando de um futuro imediato, mas certamente iluminados por pensadores do passado que conseguiram antever o que estamos passando. Henri Poincaré (1854-1912) afirmou: “Ciência é construída com fatos, tal qual casas são feitas com tijolos. Porém, uma coleção de fatos não é por si ciência, bem como um punhado de pedras não se constitui numa casa”.
Em 1936, com Alan Turing (1912-1954), nasce a Ciência da Computação ou Ciência dos Dados Moderna. A Máquina de Turing constitui esse marco, baseada em um aparelho hipotético que mudaria de função conforme a necessidade, baseando todo seu funcionamento em grande número de cálculos, via sistema binário, permitindo resolver problemas por meio de uma sequência finita de etapas para cumprir uma determinada tarefa.
IA + Educação
“Machine Learning” ou Aprendizagem de Máquina, por sua vez, é uma área da Inteligência Artificial que permite que um sistema aprenda a partir de dados, não mais via somente via uma programação explícita. Para lidar adequadamente com os dados em grandes quantidades (“Big Data”) e deles extrair funções, há que se construir modelos, cujos parâmetros são derivados do tratamento conferido a esses dados. Um conjunto de algoritmos e técnicas são empregados para aprender a derivar os corretos parâmetros. As linguagens mais comuns utilizadas para cumprir essas tarefas são Python e R.
Esses modelos construídos podem ser desenvolvidos via Regressão, onde uma função simples tipo F(x) = ax + b é extraída dos dados. Alternativamente, pode ser via Classificação, onde o sistema aprende a diferenciar uma pessoa de um cachorro ou de um poste, ou por meio de “Clustering”, onde se trabalha, por exemplo, a segmentação de clientes, a categorização de artigos de diversas naturezas ou a localização e ordenação de itens similares. Desenvolvidos os modelos e tendo preparado os dados, há que se treiná-los e aplicá-los adequadamente.
“Deep Learning” ou Aprendizagem Profunda descreve as técnicas para construir esses modelos utilizando Redes Neurais, as quais permitem aprender funções muito complexas, em geral utilizando frameworks como Tensorflow, PyTorch, CNKT e outras.
Por que essas funcionalidades acima passaram a ser, rapidamente, tão relevantes no mundo contemporâneo? A resposta mais simples é que jamais tivemos a abundância de dados que dispomos hoje, bem como seria inimaginável a capacidade computacional absurda que temos em mãos. Isso tudo, agregado aos desenvolvimentos recentes em algoritmos e acesso a novas ferramentas e estruturas, e está dada a receita para uma enorme revolução em curso.
De novo, ninguém melhor do que um pensador do passado para melhor descrever a situação do presente. H. G. Wells (1886-1946) previu que “Pensar usando Estatística um dia será tão necessário para o exercício pleno da cidadania tal qual a habilidade de ler e escrever é hoje em dia”.
Por fim, algo que creio ser válido para todos os setores da sociedade, incluindo todo o mundo da educação, é expresso por uma frase cujo autor desconheço, mas é muito adequada: “Machine Learning não vai substituir os cientistas, porém, os cientistas que usam Machine Learning em um futuro próximo substituirão os que não usam!”.
Os impactos no mundo educacional são múltiplos e variados, incluindo como, o que, e para quem ensinar. A título de breve exemplo dos desafios imediatos, um levantamento recente da BRASSCOM, aponta que, em termos de empregabilidade na área de Tecnologia da Informação, especialmente ancorada em Inteligência Artificial, o Brasil demandará 420 mil novos profissionais, em vários níveis, até 2024.
*Ronaldo Mota é diretor científico da Digital Pages, membro da Academia Brasileira de educação e atua nas áreas de Novas Tecnologias e Metodologias Inovadoras em Educação. Anteriormente, foi professor titular de Física da Universidade Federal de Santa Maria e pesquisador do CNPq, realizou pós-doutoramento nas Universidades de Utah/USA e British Columbia/Canada, foi Professorial Visiting Fellow no Institute of Education – University of London/UK, chanceler do Grupo Estácio, reitor da Universidade Estácio de Sá, secretário nacional de Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, secretário de Educação Superior, secretário de Educação a Distância e ministro interino do Ministério da Educação e foi condecorado pela Presidência da República como Comendador na Classe Grã-Cruz da Ordem do Mérito Científico.
Texto originalmente publicado aqui.
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