ARTIFICIAL INTELLIGENCES IN EDUCATION AND THE TEACHER’S ROLE IN THE TEACHING-LEARNING PROCESS
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.8169453
José Jakson da Silva
Cíntia Reis de Oliveira
Hedvan Fernandes Pinto
Eber da Silva de Santana
Elias Fernando Barros Reis
José Renan de Souza Belém
Reginaldo Almeida Andrade
Carlos Henrique Ferreira Neto
Resumo
As Inteligências Artificiais vêm transformando o campo da educação, trazendo novas possibilidades de interação e aprimorando as experiências de aprendizagens. Diversas são as aplicações inteligentes disponíveis na Internet. Hoje, a mais conhecida aqui no Brasil é o ChatGPT, lançado em novembro de 2022 pela empresa OpenAI. Claro que existem outras muitas IAs que estão se tornando cada vez mais presentes nas vidas das pessoas e consequentemente, nas salas de aula de inúmeras escolas de todo país. O ChatGPT desperta interesse dos discentes e docentes, que visualizam novas formas de aprender e de ensinar. Nesse contexto, entender como funciona essas e outras tecnologias artificiais faz com que nossas salas de aula possam ser transformadas, trazendo novos desafios para os professores que precisam estar atentos a essas novas ferramentas. As inteligências artificiais precisam ser vistas como aliadas da escola e não como o um problema. É papel da escola e dos professores explorar o impacto dessas ferramentas, tendo uma visão sistêmica dos seus prós e contra, analisando seu potencial no processo de ensino – aprendizagem. Inteligência Artificial de forma bem objetiva, é a capacidade que máquinas e diversos dispositivos têm de funcionar de maneira que aproxime do pensamento humano, em outras palavras, essas inteligências conseguem entender e processar grandes quantidade de diferentes informações para tomar decisões que possam solucionar um problema do mundo real. Nosso objetivo é mostrar como as IAs podem potencializar o processo de ensino-aprendizagem, auxiliando docentes e discentes.
Palavras-chave: Inteligência Artificial. Educação. ChatGPT. Aprendizagem.
Abstract
Artificial Intelligence has been transforming the field of education, bringing new possibilities for interaction and improving learning experiences. There are several intelligent applications available on the Internet. Today, the best known here in Brazil is ChatGPT, launched in November 2022 by the company OpenAI. Of course, there are many other AIs that are becoming increasingly present in people’s lives and, consequently, in the classrooms of countless schools across the country. ChatGPT arouses the interest of students and teachers who envision new ways of learning and teaching. In this context, understanding how these and other artificial technologies work means that our classrooms can be transformed, bringing new challenges for teachers who need to be aware of these new tools. Artificial intelligences need to be seen as allies of the school and not as a problem. It is the role of the school and the teachers to explore the impact of these tools, having a systemic view of their pros and cons, analyzing their potential in the teaching- learning process. Artificial Intelligence, in a very objective way, is the ability that machines and various devices have to function in a way that approximates human thinking, in other words, these intelligences are able to understand and process large amounts of different information to make decisions that can solve a problem of the real world. Our goal is to show how AI can enhance the teaching-learning process, helping teachers and students.
Keywords: Artificial Intelligence. Education. ChatGPT. Learning.
1. INTRODUÇÃO
A Inteligência Artificial (IA) é um campo da Ciência da Computação que se destina a estudar o desenvolvimento de sistemas computacionais capazes de realizar funções que normalmente exigiriam interação humana. Esses sistemas são projetados para aprender, raciocinar, tomar decisões e resolver problemas de forma autônoma, utilizando algoritmos e modelos matemáticos complexos.
Uma das grandes características da IA é o fato de conseguir analisar grandes quantidades de dados em pouquíssimo tempo e ao mesmo tempo, identificando padrões e correlações. Com base no aprendizado obtido através dos dados, a IA consegue fazer previsões, tomar decisões e executar ações de forma precisa e eficiente.
Outra característica muito forte é o uso de redes neurais artificiais, são basicamente algoritmos genéticos, lógica e processamento de linguagem natural. Essas técnicas possibilitam que essas inteligências possam ser aplicadas em diversas áreas.
Podemos citar como sendo as principais: reconhecimento de padrões, processamento de imagens, tradução automática, diagnóstico médico, assistentes virtuais, carros autônomos, vídeo monitoramento, segurança pública, auxiliando docentes e discentes em pesquisas, (ChatGPT), educação, e em outras diversas áreas.
Feito essa introdução sobre o poder das inteligências artificiais é importante deixar claro que a IA não significa máquinas que tenham vontade própria ou mesmo consciência, como os seres humanos, as mesmas dependem de treinamento feito por humanos, só assim podem ter êxito e funcionar corretamente. Podemos até fazer uma analogia com nossos alunos, que precisam receber instruções para que executem tarefas específicas.
O objetivo desse trabalho é evidenciar como a IA pode somar no processo de ensino-aprendizagem, transformando nossas salas de aula, trazendo para a realidade do discente aquilo que ele já lida no seu cotidiano. É verdade que o avanço da IA e seu uso cada vez mais amplo têm gerado preocupações e debates em vários setores, incluindo a Educação. Muitas áreas e profissionais estão com receio que a IA possa substituir seus empregos, o que poderia tornar certas habilidades ultrapassada por essa inteligência.
Rose Luckin, da University College of London, argumenta que a IA não deve substituir os professores, mas sim trabalhar em conjunto com eles, potencializando suas capacidades e apoiando seu trabalho. Luckin é considerada uma das 20 pessoas mais influentes na educação de acordo com a edição 2017 da Seldon List, autora do livro: Aprendizagem de máquina e inteligência humana: o futuro da educação no século 21.
Como os alunos estão vendo essas novas ferramentas? Mariano Pimentel; Felipe Carvalho, questionaram alguns alunos do curso do Bacharelado de Sistemas de Informação em Computação, veja o que eles disseram.
Atualmente eu não estudo sem o ChatGPT. […] Obviamente não confio cegamente, pois sei da sua fama de alucinar, mas ele dá um bom norte para mim. Para a faculdade, eu o utilizo para praticamente todas as matérias, coisas que geralmente eu teria de passar horas pesquisando na internet, ele me entrega com precisão após eu lhe fazer algumas perguntas. […] A gente tem de usar MUITO. Conhecer ele cada vez mais, ficar íntimos. Aprender a mandar aquele comando preciso e explorar toda sua inteligência. (Mariana Esmaile Massine Santos)
Para Mariana, por exemplo, é preciso “conhecer ele cada vez mais, ficar íntimos”, talvez ao ponto de nossa cognição se hibridizar à IA, nos tornando seres híbridos, neo-humanos (SANTAELLA, 2022).
Podemos perceber que os alunos têm consciência que a ferramenta não é cem por cento eficiente. Essa criticidade por parte dos alunos é essencial para obter sucesso no uso dessas inteligências. A estudante Allanis Cunha Costa disse:
Toda vez que preciso fazer algum trabalho da faculdade, eu utilizo a IA. Sempre peço para resumir artigos, explicar textos, destacar alguns pontos ou até mesmo para preparar um roteiro de apresentação sobre algum tópico. Nem tenho mais utilizado o Google para buscas, vou logo nele, mas também já percebi que ele dá algumas respostas erradas… Então eu não confio 100% no ChatGPT, ele só é mesmo meu copiloto acadêmico. (Allanis Cunha Costa)
Temos que explorar, destacar os benefícios significativos que a IA traz para nossas vidas, automatizando tarefas rotineiras, no campo da medicina com diagnóstico médico, oferecendo personalização para o ensino, auxiliando na pesquisa científica, entre outros. O professor pode se beneficiar de várias formas com essas inteligências.
O uso da IA na Educação, por exemplo, pode abrir diversas possibilidades de aprendizado adaptativo, oferecendo experiências personalizadas aos estudantes e ajudando os professores a identificar áreas de dificuldade e fornecer suporte individualizado. Além disso, a IA pode melhorar a eficiência na gestão educacional, como a criação de sistemas de avaliação automatizada e análise de dados educacionais para identificar padrões de desempenho dos alunos.
Importante frisar que IA é um campo em constante atualização e evolução que visa desenvolver sistemas inteligentes capazes de realizar tarefas complexas. Ainda que sua adoção gere preocupações factuais, é fundamental explorar e pesquisar os benefícios potenciais da IA e garantir que seu desenvolvimento e aplicação sejam conduzidos de maneira ética e responsável. É de suma importância a colaboração entre profissionais da Educação, pesquisadores e especialistas em IA para possamos juntos ajudar a maximizar os benefícios e mitigar os possíveis impactos negativos.
O receio do docente hoje é como o discente vai usar os recursos da IA na realização das atividades dentro de sala e fora dela, na sua casa por exemplo, e o quanto isso impactará no seu processo de aprendizagem, seja de forma positiva ou negativa.
Para que a IA seja ainda mais eficiente no contexto educacional, é preciso que o envolvimento dos professores e instituições de ensino. Coletando, classificando e analisando novos dados, explorando ao máximo as ferramentas. De que forma elas podem ser mais úteis no processo de formação dos nossos discentes.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
As inteligências artificiais é o assunto do momento e em diversas áreas do conhecimento, no entanto as primeiras pesquisas e conceitos relacionados ao tema inteligência artificial existe a muitos anos. Desde a década de 1950. John McCarthy, esse foi um dos pioneiros a falar do tema. A história da IA tem raízes ainda mais antiga, como a lógica simbólica e a teoria da computação.
Ao longo de vários anos, aconteceram avanços significativos no campo da IA, impulsionado pelo desenvolvimento de novos algoritmos, aumento da capacidade computacional e a disponibilidade gigantesca de dados.
Não se pode deixar de notar que todos os dias surgem novas inteligências. É uma área em constante evolução e que não há um único “nascimento” certo para as inteligências artificiais como um todo. Ao contrário disso, o crescimento da IA aconteceu gradualmente e ao logo de muitos anos. Um marco importante são as contribuições de diversos pesquisadores e organizações, que contribuíram ativamente para o avanço dessas inteligências artificiais.
Podemos citar alguns desses pesquisadores que foram essenciais para a evolução dessas inteligências. Alan Turing: Um dos pioneiros da computação e considerado o pai da ciência da computação e da inteligência artificial. Ele desenvolveu o famoso “Teste de Turing” para avaliar a capacidade de uma máquina exibir comportamento inteligente. Outro nome muito forte é, John McCarthy: Cunhou o termo “inteligência artificial” em 1956 e foi um dos primeiros a explorar formalmente o campo da IA. McCarthy também foi um dos fundadores do Laboratório de Inteligência Artificial do MIT. Indo adiante temos Marvin Minsky: Co-fundador do Laboratório de Inteligência Artificial do MIT, Minsky realizou pesquisas importantes em áreas como visão computacional, redes neurais e cognição.
Poderíamos citar diversos outros como, Arthur Samuel: Conhecido por desenvolver programas de IA capazes de aprender com a experiência. Ele é considerado um dos pioneiros do campo de machine learning. Esses são apenas alguns dos nomes mais importantes quando falamos de Inteligência Artificiais, são os percussores de tudo sobre o tema em questão.
Podemos perceber claramente que grandes nomes da Ciência da Computação apoiam o uso da IA no processo de ensino-aprendizagem. Veja o que disse: Tom Mitchell, professor de ciência da computação na Universidade Carnegie Mellon, destaca que a IA pode permitir uma personalização mais eficaz da aprendizagem, adaptando o conteúdo e a metodologia de ensino para atender às necessidades individuais de cada aluno.
Não há dúvidas que o ChatGPT assim como diversas outras inteligências podem revolucionar um papel significativo na área da educação. Essa pode por exemplo responder dúvidas perguntas e fornecer informações em basicamente qualquer disciplina, colaborando com o discente, incentivando o mesmo a explorar de forma rápida e eficiente o potencial da inteligência. Conceitos complexos podem ser traduzidos, facilitando a compreensão dos alunos.
Segundo a professora Michele Guizzo do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia – IFSC, esse será mais um desafio a ser enfrentado. Já ficou provado por meio de outras tecnologias que proibir não é o caminho. As tecnologias estão aí, mudaram a maneira como realizamos várias atividades no nosso dia a dia, então com a educação não seria diferente. Michele conclui dizendo, O professor precisa compreender essa tecnologia e buscar estratégias, de modo que ela possa ajudá-lo no processo de ensino e aprendizagem. Assim, ela poderá ser uma nova ferramenta para ajudá-lo na busca de estudantes mais críticos, reflexivos e preparados para avaliar ideias e construir seus próprios argumentos”.
Já o professor Jesué Graciliano da Silva, também do IFSC sugere que os professores utilizem o ChatGPT como apoio para a preparação de aulas e para estimular e enriquecer discussões em sala de aula, por exemplo. Jesué finaliza dizendo: o grande pulo do gato, neste particular, é focar menos no que o ChatGPT vai responder e mais na qualidade do que vamos perguntar.
Em recente coluna publicada no jornal Folha de S. Paulo, o pesquisador e professor especializado em tecnologia, Ronaldo Lemos deu exatamente esse exemplo. Ele não só proíbe como exige que seus alunos do Schwarzman College, da Universidade de Tsinghua, na China, utilizem o ChatGPT para fazer seus trabalhos. Porém, em vez de avaliar a resposta que a ferramenta oferece, o professor avalia a qualidade dos “prompts”, como são chamadas as perguntas – ou os comandos – feitos para o robô.
Por mais que o foco hoje seja o ChatGPT, é de suma importância que o professor pesquise sobre outras diversas inteligências que estão surgindo no mercado. Segundo o site: https://www.gennera.com.br/blog/chatgpt-na-educacao, existem diversos tipos de Inteligências Artificiais, como exemplo podemos citar aqui: Aprendizado de máquina que é uma técnica de IA que permite que os sistemas aprendam automaticamente a partir de dados. Esse por exemplo consegue através de imagens distinguir tipos de veículos na rodovia, a partir das imagens dos mesmos e até mesmo das placas.
O processamento de linguagem natural permite que os sistemas compreendam e processem a linguagem humana, interagindo com as pessoas de forma mais natural e dinâmica. Nessa categoria estão as Google Home, Alexa, Siri, e diversas outras assistentes virtuais. Podemos citar também os famosos ChatBoot, ferramenta que faz o contato com cliente de forma harmônica e próxima da versão humana.
Temos o tão conhecido Canvas, que também usa inteligência artificial para montar imagem a partir da solicitação e do desejo dos seus usuários. Por fim, o Invideo: é um editor de vídeo online que utiliza a inteligência artificial para converter textos em vídeos. Com ele, é possível transformar um blog ou um artigo em um vídeo, além de redimensioná-lo para postar em várias plataformas.
Nosso objetivo não é falar sobre todas as ferramentas que usam IA, até porque seria impossível. Apenas o site: https://www.moneytimes.com.br cita mais 100 (cem) ferramentas que usam inteligências artificiais para diversas áreas, muitas dessas são usadas na área de educação, como citamos algumas anteriormente. Cabe ao professor, selecionar, filtrar, quais ferramentas inteligentes podem ser agregadas as suas aulas, considerando as características de sua disciplina e claro, o seu planejamento.
Já Andreas Schleicher, diretor de Educação e Competências da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), enfatiza que a IA pode melhorar a eficiência do ensino, ajudando os professores a se concentrarem em atividades de maior valor agregado, como fornecer suporte emocional aos alunos e promover a criatividade.
O que percebo hoje e que as ferramentas são inúmeras, os professores irão precisar de tempo para conhecê-las, para adaptar ao seu planeamento de aula. Cada disciplina pode usar menos ou mais dessas tecnologias. Cabe ao professor filtrar aquilo que realmente venha a somar com processo de ensino aprendizagem. Afinal, nem tudo é positivo, segundo o professor Dr. Rogério de Almeida, em entrevista ao Jornal da USP, diz que a ferramenta é capaz de organizar os dados de forma coerente, mas é incapaz de um pensamento crítico.
Por fim, é fundamental entendermos que a maioria dessas ferramentas são alimentas por dados, dados esses que são produzidos por nós, humanos. Como os dados são produzidos por todos, como garantir a qualidade desses dados? Se não podemos garantir a qualidade desses dados, logo, não podemos afirmar que o ChatGPT por exemplo seja 100% seguro. O entendimento que fica é, o professor precisar usar com certa cautela, planejando suas aulas de forma que envolva os alunos, focando não apenas nas respostas, mas, nas perguntas que são feitas para essas inteligências artificiais. Se o discente não souber perguntar, é muito provável que a IA não consiga gerar uma resposta precisa e significativa.
3. METODOLOGIA
O estudo aqui realizado foi feito utilizando o método de pesquisa Bibliográfica, utilizando fontes secundárias de informação, ou seja, livros digitais, podcast, artigos, revistas, artigos científicos e sites diversos que trazem muitas informações sobre o tema.
A pesquisa foi iniciada analisando uma grande quantidade de informações que existe sobre o tema inteligência artificial, em seguida, foi necessário filtrar os dados, analisando muitas fontes para trazer o que realmente poderia fazer sentido para esse trabalho. Podemos dizer que temos IA para basicamente todas as áreas, Medicina, Indústria 4.0, no campo do Agro, no Transporte e claro, na Educação.
Segundo passo da pesquisa foi fazer um link dessas inteligências com a educação e como essas inteligências artificiais podem ajudar alunos e professores no processo de ensino-aprendizagem. Aqui podemos perceber que existem muitas discussões sobre os prós e contra, principalmente quando a ferramenta é o ChatGPT, a mais usada hoje no campo acadêmico.
Foi necessário delimitar o campo da pesquisa ao máximo, tendo em vista que a quantidade de sites, artigos, e revistas que falam sobre o assunto é enorme. Se não conseguir limitar fica fácil se perder diante de tanta informação, e discussões a favor a contra a essas ferramentas.
Visualizações de vídeos, leitura e podcast sobre o tema foram essenciais para a produção desse trabalho, além de esclarecer e abrir nossa mente para essas novas inteligências. Importante citar que o objetivo dessa pesquisa não é falar de todas as ferramentas, mas, de trazer um resumo do mundo de informações que estão disponíveis sobre o assunto pesquisado, fazendo um link com o processo de ensino-aprendizagem.
Para um estudo mais aprofundado é essencial uma pesquisa de campo, visitando instituições de ensino, entrevistando alunos e professores, respondendo questionários e posteriormente analisandos esses dados. Nosso foco aqui foi mostrar que enquanto docentes temos que ter uma visão aberta para o novo. Não há como se esconder do futuro, muito menos das novas tecnologias artificiais.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Após esse prazeroso estudo, percebemos que estamos vivenciando uma nova era da informação e comunicação. Novas inteligências surgem a todo momento. A inteligência artificial no processo de ensino-aprendizagem na educação tem sido objeto de muitas pesquisas e discussões. O que nos remete a entender que para o professor ainda é muito cedo, não temos uma receita pronta para que o docente e discente faça bom uso da IA. Assim como a IA, nos precisamos de treinamento, absorver, conhecer mais sobre as mesmas. Adaptar nosso planejamento a essa nova realidade.
Esse é o momento de explorar ao máximo o uso dessas ferramentas inteligentes, o estudo mostra que são muito promissoras, mas, só vamos poder afirmar isso daqui a alguns anos, quando essa discussão sobre uso da IA na educação chegar a um consenso comum. Hoje o que temos é muito debate, muitos docentes são favoráveis e outros contra ou totalmente contra o uso da IA nas aulas de aula.
Como resultado, podemos dizer que não há dúvidas que a IA pode ajudar muito em diversas áreas do conhecimento, na educação podemos inferir vários pontos: Personalização da aprendizagem, adaptando o conteúdo e o ritmo de ensino de acordo com suas características específicas. Servir como tutoria inteligente, IA pode atuar como tutores virtuais, fornecendo orientação e feedback aos alunos em tempo real. Resolver problema na detecção de plágio e criar avaliação automatizada. Análise de dados educacionais: A IA pode ser aplicada na análise de grandes conjuntos de dados educacionais, como notas, frequência, padrões de comportamento dos alunos, entre outros.
Por fim, não menos importante, a IA pode dá suporte à tomada de decisão: Além de fornecer insights sobre o desempenho dos alunos, essas inteligências também podem auxiliar os educadores na tomada de decisões. Por exemplo, algoritmos de IA podem sugerir materiais didáticos relevantes para cada aluno, recomendar estratégias de ensino específicas ou até mesmo identificar alunos em risco de abandono escolar, permitindo que medidas preventivas sejam tomadas.
O número de inteligências disponíveis é enorme, não cabe a esse estudo citar um número exato pois nesse momento deve está surgindo diversas outras inteligências no mercado, em nossa pesquisa, em apenas um site, foi possível conhecer mais de 100 (cem) dessas inteligências artificiais. Sabemos que existem outras muitas centenas.
As discussões sobre o tema ainda vão continuar por um bom tempo no campo educacional, o que podemos afirmar é que essas inteligências vieram para ficar. Dificilmente, irão retroceder, cabe aos docentes explorar e fazer bom uso das mesmas.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A inserção da inteligência artificial (IA) na educação possui um potencial considerável para transformar o processo de ensino-aprendizagem, possibilitando a personalização da educação, oferecendo tutoria inteligente, automatizando a avaliação e proporcionando insights valiosos para os educadores. Contudo, é primordial abordar questões éticas e garantir uma implementação responsável da IA no contexto educacional.
Nos últimos anos, as inteligências artificiais na educação cresceram de forma rápida e promissora, segundo vários especialistas da área de IA e de educação, essas tecnologias possui grande potencial de transformar de forma significativa o processo de ensino-aprendizagem, trazendo oportunidades de personalização, engajamento e eficiência. No entanto, é muito importante deixar claro que o papel do professor continua sendo fundamental nesse processo.
Fica evidente que as inteligências artificiais na educação podem auxiliar os docentes de várias formas. Por exemplo, na elaboração de tarefas, correção de provas, análise de desempenho, fornecer material de aprendizagem personalizado, análise de dados, tutoria, dentre muitas outras funções.
A presença do professor continua sendo essencial, o que mudou é que o docente agora precisa pesquisar, conhecer, analisar e explorar essas novas tecnologias. Esses novos recursos de IA estão transformando a forma de ensinar. O professor passa a lidar com novas ferramentas de interação, ferramentas essas que são essenciais para o desenvolvimento integral do aluno no século 21.
As ferramentas por si só não fazem nada, além disso os professores têm a responsabilidade de orientar seus discentes no uso ético e responsável das tecnologias, incentivando-os a compreender seus limites e potenciais impactos sociais.
Por fim, visto os relatos, o ponto de vista dos principais autores e pesquisadores da área de IA e de educação, podemos concluir que a adoção de inteligências artificiais na educação fornece diversas oportunidades de melhora do processo de ensino- aprendizagem. No entanto, é fundamental reconhecer o papel do professor que continua sendo indispensável.
A expertise do docente com uso correto das IA pode proporcionar uma formação personalizada, inclusiva e eficaz. Preparando os discentes para os desafios do mundo moderno de forma crítica e criativa.
Concluindo, uso da IA como uma ferramenta complementar ao ensino pode proporcionar uma experiência de aprendizagem mais personalizada, promovendo a eficiência e aprimorando a qualidade da educação.
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