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Dr. David Kellerman

Alta tecnologia na graduação: professor de engenharia australiano renova o aprendizado dos alunos com o Teams

Pode ser fácil pensar que a inteligência artificial só é acessível a mestres de alta tecnologia trabalhando em um prédio com muita segurança, mas nos últimos três anos, nos corredores da academia, o engenheiro e professor David Kellermann conseguiu desenvolver uma nova plataforma de aprendizado baseada em inteligência artificial para seus alunos na Austrália, que poderá liderar o caminho para a mudança na forma como o ensino superior é oferecido no mundo.

Já no quarto ano, Kellermann sabia que seria engenheiro mecânico. Mudou seu foco para o ensino uma década depois de receber seu Ph.D. em mecânica computacional e agora, aos 37 anos, é professor sênior na Escola de Engenharia Mecânica e de Manufatura da Universidade de New South Wales (UNSW) em Sydney. Com cerca de 65.000 estudantes, a universidade está entre as maiores do mundo. Isso significa que Kellermann gerencia classes de 500 alunos ou mais, todos buscando sua atenção de maneiras diferentes.

Kellermann queria que os alunos deixassem de ser “500 ilhas” para tornarem-se uma única equipe, trabalhando juntos, não importando onde estivessem ou qual seria a situação de cada um. Então, ele montou uma plataforma que combina praticamente todos os produtos oferecidos pela Microsoft em uma experiência única de aprendizado – desde o bot Question, que é capaz de responder às perguntas dos alunos e encontrar e entregar videoclipes relevantes de aulas anteriores, até o painel de controle do Power BI, que mostra como as respostas dos exames dos alunos se comparam aos dos colegas e ajuda a criar pacotes de estudos personalizados para testes futuros com base no desempenho anterior.

“Uma das coisas que mais amo no estilo do dr. Kellermann é a noção de que ‘Temos toda essa tecnologia no mundo. Por que não estamos usando isso a nosso favor?’”, disse Daniel Wong, um tutor das aulas de engenharia de Kellermann. “O fim tecnológico da educação da UNSW sempre foi mais tradicional, e o dr. Kellermann lidera a frente para mudar isso.”

Sala de aula com alunos de engenharia na Austrália.
David Kellermann, professor sênior na Escola de Engenharia Mecânica e de Manufatura da UNSW, em Sydney, gerencia turmas de 500 alunos ou mais, todos buscando sua atenção de maneiras diferentes. (Foto: David Kellermann)

Quando Kellermann começou a estudar engenharia mecânica na UNSW em 2000, seus professores escreviam em transparências projetadas na parede com projetores suspensos. Os alunos copiavam o que viam em cadernos de papel e trabalhavam nos problemas dos livros que precisavam comprar. Colaboração e presença física eram necessidades – os alunos tinham que estar no local para copiar as anotações e participar de grupos de estudo, que eram a única maneira de obter ajuda para resolver problemas.

“A comunidade de aprendizagem era o meio de sobrevivência, mas não de uma maneira positiva”, lembrou Kellermann. “Era preciso colaborar para sobreviver.”

Quando ele começou a ensinar, a primeira onda da educação digital estava em pleno andamento. Os alunos podiam baixar cópias digitais de pacotes de cursos, em vez de ter que comprar livros didáticos, e as aulas foram gravadas e disponibilizadas para reprodução posterior. Mas no final das contas, o conceito não mudou. Os estudantes ainda eram consumidores, absorvendo informações passivamente.

Mas o corpo discente se tornou drasticamente diferente. Agora, alguns cuidavam de crianças pequenas ou de pais idosos ou tinham de trabalhar e só podiam estar no campus em meio período. Alguns alunos estavam no espectro do autismo, eram cegos, surdos ou tinham outros tipos de deficiência. E Kellermann, que vê os estudantes como seus colegas, queria oferecer a todos a mesma educação de alta qualidade, em um ambiente que os prepararia para a colaboração e as habilidades profissionais necessárias em suas novas carreiras, ao mesmo tempo em que atenderia à sua diversidade.

“O desafio agora é reconstruir o sistema de aprendizagem de uma forma que seja propício à criatividade em vez do consumismo”, disse ele. “Três anos atrás, eu entrei numa sala de aula com 550 alunos e comecei a resolver problemas de matemática em um pedaço de papel com uma câmera acima da cabeça. Não foi uma boa experiência, especialmente para os alunos que não estavam lá naquele dia. Então fui a uma loja da Microsoft naquele mesmo dia e comprei um laptop Surface, com tinta digital, para poder compartilhar com todos os meus alunos, e tentei transferir o máximo de experiência possível para um único sistema que beneficiaria a todos.”

Ele escolheu o Microsoft Teams como a linha de frente de seu ecossistema em expansão e postou um link para ele na aula. Em 60 segundos, os alunos já estavam postando memes no grupo de bate-papo, e nas semanas que se seguiram a participação aumentou dez vezes em relação ao sistema anterior. Os alunos até começaram a responder às perguntas uns dos outros, em vez de depender apenas dos assistentes de ensino (TA, na sigla em inglês). A resposta à pesquisa de satisfação da classe saltou para 99% dos 75% habituais.

“A melhor maneira de inspirar alguém a se motivar para aprender é criar uma comunidade de pessoas aprendendo juntas”, disse Kellermann. “O Teams promoveu o engajamento, e uma comunicação rica veio em seguida.”

Briscoe Kerferd foi um demonstrador do piloto de Kellermann no canal Teams para um curso introdutório sobre mecânica sólida em 2017. Ele disse que ficou “levemente irritado” com a ideia de uma plataforma de aprendizado totalmente nova, mas o sistema era tão simples e aceito tão rapidamente pelos alunos que simplificou e melhorou toda a sua experiência como TA.

“Era casual, popular e, mais importante, era acessível”, disse Kerferd.

Como cada TA é responsável por até cem alunos, as perguntas acabavam se perdendo no passado, o que reduziu a participação dos alunos, disse Michael Ling, um dos ajudantes de Kellermann nos últimos anos. Isso não era aceitável para Kellermann, que Ling descreveu como sendo “incrivelmente atencioso com seus alunos”.

Dr. David Kellerman of Australia na Microsoft.
David Kellermann criou uma experiência única para o aprendizado – desde o bot Question, que pode responder às perguntas dos alunos e encontrar e entregar videoclipes relevantes de aulas, até um painel do Power BI, que mostra como as respostas dos exames dos alunos se comparam às dos colegas e ajuda a criar pacotes de estudo personalizados para testes futuros com base no desempenho anterior. (Foto: Scott Eklund/Red Box Pictures)

Com o bot Question, desenvolvido com a Antares Solutions, parceira Microsoft, os alunos podem digitar uma consulta em um canal do Teams, e se o bot não tiver uma resposta para fornecer ele procurará imediatamente qual TA ou tutor cuida desse aluno, marca os dois e solicita uma notificação por push.

“Como estudante, é bom saber que sua pergunta foi vista pelo tutor, e você se sente mais feliz por obter uma resposta”, disse Annabelle Burns, que foi aluna de Kellermann e agora é uma de suas TAs. “Como tutora, isso é muito mais eficiente do que monitorar constantemente o fórum em busca de perguntas e, quando marcado, você pode responder prontamente e ajudar os alunos a obter o que precisam.”

Kellermann também começou a colocar códigos QR em todo o material de aprendizagem e usar o serviço cognitivo visual para que o bot Question possa reconhecer em que o aluno estava trabalhando, mesmo quando fotos dos problemas fossem enviadas para o Teams, em vez de consultas digitadas. Em seguida, ele pesquisa transcrições de aulas no Microsoft Stream e entrega clipes de vídeo com registro de data e hora para os alunos com qualquer conteúdo relevante que possa ajudar, mesmo que seja de turmas de cursos anteriores.

Kellermann diz que usa “tudo o que a Microsoft oferece”. E quando ele fala, é com um amplo entendimento dos produtos de tecnologia da empresa.

“Os arquivos estão no OneDrive, gravo aulas com o Stream e, depois, durante a palestra, uso tinta digital, não um quadro negro, e escrevo no OneNote Class Notebook, que é compartilhado e sincronizado com os alunos para que quando eu escrever um X na tela apareça um X em qualquer dispositivo que os alunos estejam usando”, disse ele. “Todos esses sistemas são executados no Azure e estão conectados para produzir dados e telemetria que podem ser analisados ​​e modelados para obter insights usando o aprendizado de máquina do Azure. Nós integramos toda a comunicação e experiência e ativos usando inteligência artificial com o bot Question. Ele pode se conectar a todos os serviços usando a API do Graph, acessar os Serviços Cognitivos do Azure e se conectar a informações do Microsoft Dynamics 365 sobre as pessoas.”

David Kellerman fala para a plateia do Inspire 2019.
David Kellermann cultivou relacionamentos com vários desenvolvedores e gerentes de produtos da Microsoft para informá-los que estava “fazendo algo legal” na Austrália. Isso levou a um recente convite para trabalhar ao lado deles no campus da Microsoft em Redmond, Washington, durante um mês, onde ele foi convidado a falar na conferência anual da empresa para parceiros. (Foto: David Kellermann)

Kellermann desenvolveu a plataforma de aprendizado por conta própria, aproveitando as habilidades da equipe da universidade para ajudar a construí-la. Ao longo do caminho, ele cultivou relacionamentos com vários desenvolvedores e gerentes de produto da Microsoft para informá-los que ele estava “fazendo algo legal” na Austrália.

Isso levou a um convite recente para trabalhar ao lado deles no campus da Microsoft em Redmond, Washington, durante um mês, onde Kellermann também foi convidado a fazer uma demonstração de sua plataforma em Las Vegas na Inspire, conferência anual da empresa para parceiros. Em Redmond, ele enfatizou o foco em soluções integradas para o ensino superior, ofereceu suas ideias para aprimoramento de produtos e destacou como a Microsoft, usando sua ampla gama de software, tem uma rara oportunidade de resolver “os grandes desafios” enfrentados pelo ensino superior.

“Retenção de estudantes, acessibilidade, colaboração, experiências de aprendizado personalizadas, exames digitais, capacidade de trabalhar em qualquer lugar, dentro ou fora do campus, envolveram experiências de aprendizado on-line – todas as instituições de ensino superior estão tentando lidar com isso”, disse Kellermann.

“Algumas universidades são como cidades, os estudantes vivem no campus por quatro anos”, disse ele. “Nada mais tem esse tipo de ecossistema. Mas como a universidade é um momento decisivo na vida das pessoas, o ponto em que a trajetória de vida é apontada, é a oportunidade de ouro do valor digital, da capacidade da IA de ajudá-los nisso com tanto apoio, inspiração, conhecimento e conectividade quanto possível.”

A melhor maneira de inspirar alguém a se motivar para aprender é criar uma comunidade de pessoas aprendendo juntas. O Teams promoveu o engajamento, e uma comunicação rica veio em seguida.
— David Kellermann

Com sua personalidade confiante e enérgica – Ling o descreveu como “teimoso” e destemido para experimentar novas tecnologias, mesmo para uma turma tão grande –, a atitude “dá pra fazer” de Kellermann tem servido bem a ele em vários cenários.

“Vou consertar isso sozinho, sou engenheiro mecânico”, disse ele a um membro da equipe de vídeo que começava a ajudar com um microfone com clipe defeituoso durante uma recente entrevista.

Da mesma forma, a plataforma que ele desenvolveu é destinada a várias configurações. Kellermann não está tentando comercializar seu trabalho, mas quer que a plataforma seja de código aberto e gratuita, disponível para escalar em todas as disciplinas educacionais.

“Meu pai era engenheiro mecânico e minha mãe era uma artista, então minha infância foi um equilíbrio entre o criativo e o analítico”, disse Kellermann. “Engenheiros são muito criativos e abstratos. Podemos modelar as coisas com teorias que não refletem a realidade.

“E apesar de eu ser um programador péssimo e não ter nenhum treinamento em inteligência artificial ou computação em nuvem … estou tentando ser um bom engenheiro e criar um bom sistema que resolva um problema, repensando a educação de ponta a ponta e usando a IA para melhorar a humanidade e tornar nossas interações mais ricas.”

Foto do topo: Scott Eklund/Red Box Pictures. Foto de fundo: Brian Smale.