IA pode impedir que estudantes sejam reprovados em aulas STEM

Um estudo recentemente publicado pela Universidade de Nebraska-Lincoln descobriu que o uso de intervenções de inteligência artificial (IA) aumentou o desempenho dos estudantes em cursos de ciências, tecnologia, engenharia e matemática (STEM).

As taxas de retenção em cursos de graduação em STEM caíram abaixo de 50%, e as taxas de graduação são aproximadamente 20% menores do que em cursos não-STEM, de acordo com o estudo. O pesquisador Mohammad Hasan, especializado em big data e inteligência artificial na UNL, disse que viu essa tendência desanimadora em seus próprios cursos de STEM na universidade, que possui quase 24.000 estudantes.

Hasan disse que ficou perturbado pelo número de estudantes que perguntavam como melhorar notas baixas conforme o semestre terminava.

Nessa altura tardia, “não havia muito o que eu pudesse fazer”, disse Hasan. “Então, eu estava pensando que talvez eu pudesse criar algum tipo de sistema de suporte baseado em inteligência artificial que diria a você no início do semestre: ‘Ei, você está indo bem, mas se você não estudar bem, talvez acabe obtendo uma nota baixa’ ou ‘Você está indo muito bem’.”

Hasan se associou a Bilal Khan, ex-pesquisador da UNL e atual professor na Universidade de Lehigh, na Pensilvânia, para treinar um modelo de IA com base nas notas de trabalhos de casa, provas e notas finais de 537 alunos em um curso de ciência da computação entre 2015 e 2018.

No outono de 2019, eles testaram o modelo em 65 graduandos fazendo o mesmo curso. Trinta e dois receberam e-mails automatizados seis, nove e 12 semanas no semestre contendo a projeção de sucesso do modelo de IA: bom, justo, propenso a riscos ou em risco de falha.

Os outros 33 alunos receberam uma mensagem que dizia “incapaz de fazer uma previsão”. No final do semestre, quase 91% do primeiro grupo passou no curso, em comparação com 73% do segundo grupo.

Dos estudantes entrevistados que relataram verificar ativamente seu status a partir do modelo de IA, 86% disseram que aumentaram seu esforço após ver a previsão.

Hasan disse que os resultados promissores do estudo o ajudaram a garantir uma bolsa de $600.000 da National Science Foundation para desenvolver um aplicativo para smartphone chamado “Mensagens de um Você do Futuro”. O modelo original de IA ainda precisa de alguns componentes-chave para se tornar uma intervenção abrangente para estudantes de STEM, disse ele.

“Naquela época, eu estava apenas usando as notas dos alunos basicamente para prever seu desempenho futuro. E percebi que talvez não fosse apenas a nota que eu deveria estar olhando, talvez eu devesse olhar para outros aspectos de suas vidas”, disse Hasan. “Por exemplo, eles estão envolvidos em seus estudos? Eles estão motivados para estudar? Eles acham que podem fazer isso? Eles estão bem conectados com seus colegas? Eles estão recebendo ajuda suficiente dos instrutores de laboratório, dos professores e assim por diante? Então, projetamos este aplicativo.”

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