Um método para geração automatizada de exercícios de demonstração com um nível de complexidade similar

dc.contributor.advisorAlmeida, João Marcos de
dc.contributor.advisor-co1Terrematte, Patrick César Alves
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0385-0030
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4283045850342312
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-2601-8164
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3059324458238110
dc.contributor.authorLopes Neto, João Mendes
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2653822875045890
dc.contributor.referees1Santiago, Regivan Hugo Nunespt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7536988783793885
dc.contributor.referees2Olarte, Carlospt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1198550954813139
dc.contributor.referees3Seca Neto, Adolfo Gustavo Serra
dc.contributor.referees3IDhttps://orcid.org/0000-0002-0260-5922
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0071119715272492
dc.contributor.referees4Nalon, Cláudia
dc.contributor.referees4IDhttps://orcid.org/0000-0002-9792-5346
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7793795625581127
dc.date.accessioned2025-09-02T00:10:01Z
dc.date.available2025-09-02T00:10:01Z
dc.date.issued2025-07-21
dc.description.abstractThe automated generation of exercises may benefit educators by significantly reducing the time they spend in manually creating exercises. However, an obstacle in making such automation more present in an educator’s professional routine is controlling the level of complexity of mechanically generated exercises. In this work, we present a method for the automated generation of proof exercises with a comparable level of complexity. The inputs of this method are a proof exercise and a set of rules allowing to prove this exercise. The output is a set of proof exercises with a comparable complexity to that of given as input. The scope of exercises we work with are mathematical proof exercises described in first-order languages, covering topics such as Set Theory and Number Theory. In order to calculate the level of complexity of these exercises, we base our approach on the effort required to solve them via informal proofs. We argue that such an effort, in turn, may be captured by formal proofs in cut-based tableaux that do not contain logical symbols. The rules utilized in these proofs are extracted by a mechanizable procedure we provide. We use the analytic character of such rules and the formal structure tableau proofs have to provide a computational procedure of the method in question. As case studies, we demonstrate how our method works with fragments of Set Theory and Number Theory. A prototype implementation of the method was also developed and we present it here.
dc.description.resumoA geração automatizada de exercícios pode beneficiar educadores ao reduzir significativamente o tempo que gastam na elaboração manual de exercícios. No entanto, um obstáculo para tornar essa automação mais presente na rotina profissional de um educador é o controle do nível de complexidade de exercícios gerados mecanicamente. Neste trabalho, apresentamos um método para a geração automatizada de exercícios de demonstração com um nível de complexidade similar. As entradas deste método são um exercício de demonstração e um conjunto de regras as quais permitem demonstrar este exercício. A saída é um conjunto de exercícios de demonstração com uma complexidade similar à do exercício passado como entrada. O escopo dos exercícios com os quais trabalhamos são exercícios de demonstração matemática descritos em linguagens de primeira ordem, cobrindo tópicos como Teoria dos Conjuntos e Teoria dos Números. Para calcular o nível de complexidade destes exercícios, fundamentamos a nossa abordagem no esforço necessário para os resolver através de demonstrações informais. Argumentamos que esse esforço, por sua vez, pode ser capturado por demonstrações formais em tablôs baseados em corte que não contêm símbolos lógicos. As regras utilizadas nestas demonstrações são extraídas por um procedimento mecanizável que fornecemos. Usamos o carácter analítico dessas regras e a estrutura formal que as demonstrações de tablô têm para fornecer um procedimento computacional do método em questão. Como casos de estudo, demonstramos como o nosso método funciona com fragmentos da Teoria dos Conjuntos e da Teoria dos Números. Uma implementação prototípica também foi desenvolvida e nós a apresentamos aqui.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationLOPES NETO, João Mendes. A method for automated generation of proof exercises with a comparable level of complexity. Orientador: Dr. João Marcos de Almeida. 2025. 112f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/65393
dc.language.isoen
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectComputação
dc.subjectAutomatic question generation
dc.subjectTeaching logic
dc.subjectCut-based tableaux
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
dc.titleUm método para geração automatizada de exercícios de demonstração com um nível de complexidade similar
dc.title.alternativeA method for automated generation of proof exercises with a comparable level of complexity
dc.typemasterThesispt_BR

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