Modelagem probabilística de aspectos afetivos do aluno em um jogo educacional colaborativo

Abstract

Este trabalho apresenta o processo de construção de um modelo de inferência de emoções que um aluno sente em relação a outros alunos durante interação síncrona em um contexto de jogo colaborativo de aprendizagem. A inferência de emoções está psicologicamente fundamentada na abordagem da avaliação cognitiva e foram investigadas relações entre objetivos e normas comportamentais do aluno e aspectos de sua personalidade. Especificamente, foram empregados o modelo OCC de emoções e o modelo Big-Five (Cinco Grandes Fatores) de traços de personalidade para a fundamentação teórica da modelagem. O modelo afetivo representa a vergonha e orgulho apresentados pelo aluno em resposta à avaliação cognitiva de suas próprias ações e a reprovação e admiração apresentadas pelo aluno em resposta a ações de seu parceiro de jogo, a partir da avaliação do comportamento observável dos parceiros representado por suas interações no jogo colaborativo, em relação a normas comportamentais do aluno. A fim de suportar a incerteza presente na informação afetiva e cognitiva do aluno, adotou-se uma representação deste conhecimento através de Rede Bayesiana. Um refinamento qualitativo parcial e a respectiva parametrização quantitativa do modelo probabilístico foram efetuados a partir da análise de uma base de casos obtida através da condução de experimentos. A fim de prover um ambiente experimental, foi concebido e prototipado um jogo colaborativo no qual dois indivíduos conjugam esforços a fim de resolver problemas lógicos comuns à dupla, através de ações coordenadas, negociação simples e comunicação estruturada, em competição com outras duplas.

This work presents the construction of a model to infer emotions a student feels towards other students during synchronous interaction in the context of a collaborative learning game. The emotions inference is psychologically based on cognitive appraisal theory. Some relations between students’ personality and their goals and behavioral standards were also investigated. This modeling was based on OCC emotion model and Big-Five personality model. The affective model represents the student’s proud and shame as an answer to the cognitive appraisal of her/his own attributed interactions, and the student’s admiration and reproach as an answer to the cognitive appraisal of her/his partner attributed interactions, both according to the student’s behavioral standards. Bayesian Network knowledge representation was employed to better stand for the uncertainty present in the student’s cognitive and affective information. Employing a data-driven procedure, the probabilistic model was partially refined in terms of qualitative relations and quantitative parameters. Experimental data were obtained by using a game prototype implemented in order to support a collaborative dynamics of coordinated action, simple negotiation and structured communication, through which students interacted in order to solve shared problems, during synchronous competition with other students.