Learning artificial intelligence algorithms in the metaverse

Authors

  • Luís Antônio Licks Missel Machado Faculdades Integradas de Taquara (Faccat)
  • Lucieli Martins Gonçalves Descovi Faculdades Integradas de Taquara (Faccat)
  • Dúlcio Joaquim Antonio Timóteo Universidade Eduardo Mondlane (UEM)
  • Rafael Leonardo Vivian Instituto Federal Catarinense (IFC)
  • Maria Luiza Recena Menezes Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
  • Arthur Silva Araújo Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
  • Vinicius Lunkes Cezar Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
  • Rosa Maria Vicari Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Abstract

Institutions in several countries are proposing to include Artificial Intelligence in school curriculum at all levels of education. However, few results of its practical applications are found in the literature. The objective of this article is to present the results of the development and testing of a learning object for the teaching of the concept of algorithms to elementary school students. To this end, a metaverse learning object was developed for teaching algorithms. Fifty-two elementary school students were organized into control and experimental groups. Based on comparative analyses of the results, using the normalized gain in learning of Richard Hake, it can be inferred that the experimental group had a significant improvement in its learning about algorithms compared to the control group.

Keywords: Computation; Artificial intelligence; Metaverse; Digital Culture; Algorithms

Author Biographies

Luís Antônio Licks Missel Machado, Faculdades Integradas de Taquara (Faccat)

Doutorando em Informática na Educação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGIE/UFRGS). Mestre em Economia pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos). Professor de Economia, Direito Financeiro, Direito Tributário e de Instituições de Direito Público e Privado nas Faculdades Integradas de Taquara (Faccat), onde também leciona na Especialização em Direito Público: Direito Administrativo e Constitucional Contemporâneo. Também é professor-convidado de Planejamento Tributário na Pós-graduação do SESCON/RS.

 

Lucieli Martins Gonçalves Descovi, Faculdades Integradas de Taquara (Faccat)

Doutoranda em Informática na Educação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGIE/UFRGS). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática pela Universidade Luterana do Brasil (Ulbra). Professora nos cursos de Graduação e Especialização das Faculdades Integradas de Taquara (Faccat).

Dúlcio Joaquim Antonio Timóteo, Universidade Eduardo Mondlane (UEM)

Mestre em Física pela Universidade Eduardo Mondlane (UEM/Moçambique). Professor da Universidade Eduardo Mondlane (UEM) e do Ministério de Educacao e Desenvolvimento Humano de Mocambique.

Rafael Leonardo Vivian, Instituto Federal Catarinense (IFC)

Doutorando em Informática na Educação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGIE/UFRGS). Pesquisador no Núcleo de Tecnologia Digital aplicada à Educação da UFRGS (NUTED/UFRGS). Mestre em Ciência da Computação pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Professor de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico (dedicação exclusiva - DIII 3) na área de Informática/Programação de Sistemas no Instituto Federal Catarinense (IFC).

Maria Luiza Recena Menezes, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Doutoranda na Universidade de Halmstad (HH/Suécia). Mestre pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGEE/UFRGS).

Arthur Silva Araújo, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Doutorando em Informática na Educação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGIE/UFRGS). Mestre em Educação e Novas Tecnologias pelo Centro Universitário Internacional (PPGENT/UNINTER).

Vinicius Lunkes Cezar, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Doutorando em Informática na Educação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (PPGIE/UFRGS). Mestre em Informática na Educação pelo Instituto Federal do Rio Grande do Sul (IFRS). Ouvidor e Encarregado pelo Tratamento de Dados (DPO) e Gestor da Segurança da Informação e Comunicação na Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA).

Rosa Maria Vicari, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Pós-Doutora em Cognitive Science pela Universidade de Leeds (Leeds/Inglaterra) e pela na Universidade Joseph Universitè Joseph Fourier (Grenoble/França). Doutora em Engenharia Eletrotécnica e Computadores pela Universidade de Coimbra (UC/Portugal). Professora Titular do Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (INF/UFRGS). Coordenadora da Cátedra UNESCO em Tecnologias de Comunicação e Informação na Educação.

References

BAILEY, F.; MOAR, M. The Vertex Project: Children creating and populating 3D virtual worlds. Journal of Art & Design Education, v. 20, n. 1, p. 19-30, 2001.

BRACKMANN, C. P. Desenvolvimento do pensamento computacional através de atividades desplugadas na educação básica. 226 f. Tese (Doutorado em Informática na Educação) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2017.

ELFAKKI, A.; SGHAIER, S.; ALOTAIBI, A. An Efficient System Based on Experimental Laboratory in 3D Virtual Environment for Students with Learning Disabilities. Electronics, v. 12, n. 4, p. 989, 2023.

HAKE, R. R. Interactive-engagement versus traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American journal of Physics, v. 66, n. 1, p. 64-74, 1998.

HOLMES, W.; BIALIK, M.; FADEL, C. Artificial Intelligence in Education: promises and Implications for Teaching and Learning. The Center for Curriculum Redesign, Boston, MA. 2019.

HOLMES, W; PERSSON, J; CHOUNTA, I; WASSON, B; DIMITROVA, V. Artificial intelligence and education: a critical view through the lens of human rights, democracy and the rule of law. Council of Europe, 2022.

LIN, H.; WAN, S.; GAN. W.; CHEN, J.; CHAO, H,C. Metaverse in education: Vision, opportunities, and challenges. arXiv:2211.14951, p.1-10, 2022. DOI: https://arxiv.org/abs/2211.14951

MCCARTHY, J. Review of The Question of Artificial Intelligence. Annals of the History of Computing, v.10, n.3, p.224-229, 1998.

MIAO, F. K-12 AI curricula: a mapping of government-endorsed AI curricula, UNESCO Publishing. (Online). 2022. Disponível em: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000380602/ Acesso em: 17 mar., 2023.

MIAO, F.; HOLMES, W.; HUANG, R.; ZHANG, H. AI and education: a guidance for policymakers. UNESCO Publishing. (Online). 2021. Disponível em: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000376709/ Acesso em: 17 mar.; 2023.

OH, J.; HESSEL, M.; CZARNECKI, W.; XU, Z.; HASSELT, H.V.; SINGH, S.; SILVER, D. Discovering reinforcement learning algorithms. In: Proceedings in AI Advances in Neural Information Processing Systems, v. 33, NeurIPS, 2020.

PARSON, E; RE, R.; SOLOW-NIEDERMAN, A.; ZEIDE, E. Artificial intelligence in strategic context: an introduction. UCLA: The Program on Understanding Law, Science, and Evidence (PULSE). Disponível em: https://escholarship.org/uc/item/9c8651s6/ Acesso em: 17 mar.; 2023.

RUSSELL, S.; NORVIG, P. Artificial Intelligence: a modern approach. Hoboken: Pearson, 2020.

TAROUCO, L. M. et al. Aprendizagem e avaliação em um ambiente de Realidade Virtual Cooperativo de Aprendizagem (Projeto ARCA). Revista Brasileira de informática na Educação, v. 6, 2000.

VICARI, R. Referencial curricular inteligência artificial para o Ensino Médio: Inteligência Artificial no Ensino Médio. (Online). 2022. Disponível em: https://www.inf.ufrgs.br/ciars/

WING, J. M. Computational thinking benefits society. In: 40th anniversary blog of social issues in computing, v. 2, p. 26, 2013.

Downloads

Published

2023-12-29

Issue

Vol. 12 No. 2 (2023): Redin - Revista Educacional Interdisciplinar

Section

Artigos (temáticas livres)