Inteligencia artificial (IA) en la educación

Conceptos clave de la IA

1.- Inteligencia Artificial (IA): La Universidad Autónoma de Madrid, s.f., refiere que es una rama de la informática que busca diseñar sistemas computacionales capaces de realizar tareas comúnmente asociadas a un comportamiento inteligente: razonamiento, toma de decisiones, aprendizaje autónomo o procesamiento y generación de lenguaje natural.

2.- Aprendizaje automático (machine learning): Moreno (2019) menciona que, el aprendizaje automático es una aplicación de la IA que permite a los sistemas aprender y mejorar automáticamente a partir de la experiencia sin ser programados de manera permanente para nuevas tareas. Se centra en el uso de datos y algoritmos para imitar la forma en que los humanos aprenden, y crear sistemas que mejoran gradualmente su precisión.

El aprendizaje automático se puede utilizar en una amplia variedad de situaciones. Te presentamos algunos casos comunes (Nexo Digital Pro, 2023):

- Clasificación de correos electrónicos, como spam o no spam

- Predicción de riesgo crediticio de clientes

- Reconocimiento facial en aplicaciones de seguridad

- Recomendación de productos en plataformas de comercio electrónico

- Detección de fraudes en transacciones financieras

- Predicción de enfermedades a partir de síntomas y datos médicos

- Optimización de rutas de entrega para minimizar costos y tiempo

3.- Aprendizaje profundo (deep learning): El aprendizaje profundo (deep learning) es una forma de aprendizaje automático (machine learning) diseñada para las máquinas, que las prepara para desarrollar tareas similares a las de los seres humanos, como reconocimiento del habla, identificación de imágenes o hacer predicciones. Esta tecnología se asemeja al funcionamiento del sistema nervioso humano, con capas de unidades de proceso (neuronas artificiales) especializadas en detectar características presentes en los objetos percibidos.

Aprendizaje tradicional vs Deep Learning

TRADICIONAL

- Impulsado por el docente

- Transmite el conocimiento existente

- Orientado al cumplimiento

- El estudiante es receptor de conocimiento

- El aprendizaje es impersonal

- La agencia estudiantil no está clara

- La tecnología es utilizada para transmisión y consumo

DEEP

- Dirigido por el estudiante - Enmarcado por el docente

- Conecta a los estudiantes al mundo real, resolviendo problemas auténticos

- Construye nuevas relaciones entre alumnos, profesores, familia y comunidad

- El estudiante es un indagador y construye conocimiento

- El aprendizaje se conecta de manera significativa con el interés y la voz de los estudiantes

- Se profundiza el deseo humano de conectarse con otros para hacer el bien.

- La tecnología es usada como conector y amplificador

4.- Aprendizaje adaptativo: El aprendizaje adaptativo es un método o estrategia educativa basado en el análisis de datos (learning analytics) que emplea algoritmos y datos para personalizar la experiencia de aprendizaje según las necesidades individuales de cada estudiante. Ofrece recursos de estudio, actividades y evaluaciones que se ajustan al nivel de desarrollo de las competencias.

El aprendizaje adaptativo se fundamenta en el uso de técnicas de aprendizaje automático y en la continua recolección de datos sobre el progreso del estudiante, garantizando una retroalimentación constante.

Ventajas del aprendizaje adaptativo para estudiantes y docentes

Aprendizaje más personalizado: los estudiantes pueden aprender a su propio ritmo, centrándose en las áreas que necesitan mejorar.

Mayor participación: la interactividad y los recursos multimedia mantienen a los estudiantes comprometidos y motivados.

Mejor comprensión: Al adaptarse a las necesidades individuales, el aprendizaje adaptativo ayuda a los estudiantes a comprender los conceptos de manera más profunda y sólida.

Fomenta la autonomía: los estudiantes tienen mayor control sobre su proceso de aprendizaje. Al avanzar a su propio ritmo y enfocarse en áreas de dificultad, pueden aprender de manera más eficiente y reducir el tiempo dedicado a conceptos ya dominados.

Seguimiento y retroalimentación instantánea: los sistemas de aprendizaje adaptativo proporcionan retroalimentación inmediata, lo que permite a los estudiantes corregir errores y mejorar su rendimiento de manera continua.

Educación más inclusiva y accesible: el aprendizaje adaptativo puede ser especialmente beneficioso para estudiantes con discapacidades, ya que se ajustan a su propio ritmo y complejidades.

A continuación, te presentamos ejemplos de plataformas y servicios que utilizan el aprendizaje adaptativo de manera efectiva (Mujica-Sequera, 2021):

- ePortafolios

- Duolingo

- Coursera

- Prodigy

- Smart Learning Suite

5.- Sistema de recomendaciones con IA: El sistema de recomendaciones (SR) es un sistema informático que se utiliza para recomendar contenido personalizado a los usuarios según sus intereses. Está basado en modelos, algoritmos de aprendizaje automático y redes neuronales para predecir qué contenido sería más relevante para cada usuario en particular. Existen diversas técnicas de SR que se adaptan a diferentes enfoques y contextos, de acuerdo con las necesidades específicas.

Sugerencias para aprovechar el sistema de recomendaciones con IA en estudiantes

Personalización del aprendizaje

Utilizar el sistema de recomendaciones para adaptar el contenido de las lecciones según las necesidades y preferencias individuales de los estudiantes. Por ejemplo, si un estudiante muestra interés en matemáticas, el sistema podría recomendar recursos adicionales, como videos o ejercicios, relacionados con ese tema.

Recursos educativos sugeridos

El sistema podría recomendar libros, artículos, videos o sitios web relevantes para ampliar el conocimiento de los estudiantes. Por ejemplo, si estamos estudiando historia del Perú, el sistema podría sugerir documentales sobre la civilización inca o la independencia peruana.

Apoyo en tareas y proyectos

Los estudiantes podrían recibir recomendaciones sobre cómo abordar tareas específicas o proyectos. Por ejemplo, si están trabajando en un proyecto de investigación sobre la biodiversidad en la selva peruana, el sistema podría sugerir bases de datos científicas o fuentes confiables.

Desarrollo de habilidades

El sistema podría recomendar actividades extracurriculares o clubes escolares que ayuden a los estudiantes a desarrollar habilidades específicas. Por ejemplo, si un estudiante tiene interés en la programación, podría recibir recomendaciones para unirse a un club de robótica.

Orientación vocacional

Utilizar el sistema para proporcionar orientación vocacional basada en los intereses y aptitudes de los estudiantes. Por ejemplo, si un estudiante muestra habilidades en el dibujo y la creatividad, el sistema podría sugerir carreras relacionadas con el diseño gráfico o la arquitectura.

El sistema de recomendaciones con inteligencia artificial podría ser una herramienta valiosa para personalizar la educación, fomentar el aprendizaje autodirigido y ayudar a los estudiantes a alcanzar su máximo potencial. Siempre estaría atento a las necesidades individuales de los estudiantes y ajustaría las recomendaciones en consecuencia.

La inteligencia artificial en el contexto educativo

Competencia digital

Sergio Tobón (2008) define la competencia como “procesos complejos de desempeño generales con idoneidad y ética que articulan saberes desde el proceso metacognitivo” (p. 5).

En nuestro país, según el Currículo Nacional de la Educación Básica (CNEB) del Minedu (2016), la competencia se define como “la facultad que tiene una persona de combinar un conjunto de capacidades a fin de lograr un propósito específico en una situación determinada, actuando de manera pertinente y con sentido ético” (p. 29).

En el CNEB, se hace referencia a la Competencia Transversal N.° 28 “Se desenvuelve en entornos virtuales generados por las TIC”, que implica en que el estudiante interprete, modifique y optimice entornos virtuales mientras participa en actividades de aprendizaje y prácticas sociales. Esto involucra la articulación de los procesos de búsqueda, selección y evaluación de información; modificación y creación de materiales digitales; comunicación y participación en comunidades virtuales; así como la adaptación de estos elementos de acuerdo con sus necesidades e intereses de manera sistemática.

Esta competencia supone que los estudiantes combinen las siguientes capacidades:

• Personaliza entornos virtuales

• Gestiona información del entorno virtual

• Interactúa en entornos virtuales

• Crea objetos virtuales en diversos formatos

En relación con la competencia digital docente, el Ministerio de Educación del Perú establece en el Diseño Curricular Básico Nacional de Formación Inicial Docente lo siguiente:

Competencia 11: Gestiona los entornos digitales y los aprovecha para su desarrollo profesional y práctica pedagógica, respondiendo a las necesidades e intereses de aprendizaje de los estudiantes y los contextos socioculturales, permitiendo el desarrollo de la ciudadanía, creatividad y emprendimiento digital en la comunidad educativa (p. 36).

En particular, se espera que el docente:

• Aproveche las tecnologías digitales de manera responsable y ética en su vida privada y para su formación profesional.

• Sea consciente de la importancia de administrar su identidad digital y de proteger su bienestar físico y psicológico en el mundo digital.

• Identifique las oportunidades que ofrecen las tecnologías digitales en términos de acceso a la información y reconozcan su valor como herramientas para mediar el aprendizaje.

• Explique y justifique cómo facilitan su propio proceso de aprendizaje y reconoce la importancia de utilizarlas con responsabilidad, ética y sentido crítico.

• Valore el papel de las tecnologías para la comunicación y la generación de espacios de colaboración entre los miembros de su comunidad educativa, para el desarrollo del pensamiento computacional.

Rol del docente en entornos virtuales con IA

La inteligencia artificial (IA) está irrumpiendo con fuerza en el panorama educativo peruano, transformando los entornos virtuales de aprendizaje y redefiniendo el rol docente.

Algunos de los roles que los docentes deben asumir son los siguientes:

1. Personalización del aprendizaje

2. Fomentar la autonomía y el desarrollo de habilidades del siglo XXI

3. Crear entornos de aprendizaje inclusivos y accesibles

4. Evaluar el aprendizaje de manera continua y efectiva

5. Colaborar con colegas y expertos para mejorar la práctica docente

Ciudadanía digital en el uso de IA

A medida que la inteligencia artificial se adopta de manera más generalizada en la educación, surgen desafíos éticos, de privacidad y responsabilidad que debemos asumir, especialmente como docentes. A medida que la IA ingresa en nuestras aulas y se abren oportunidades para la mejora de nuestra práctica docente, es importante considerar las potenciales consecuencias negativas que pueden surgir.

Entre las cuestiones éticas a resaltar figuran las siguientes:

- Privacidad y consentimiento

- Inclusión y equidad

- Transparencia y responsabilidad

- Bienestar y desarrollo de los estudiantes

Enseñar y aprender con IA

Herramientas para la enseñanza y aprendizaje con IA

Generación de prompt: ChatGPT y Gimini

Según Fernández (2023), un prompt es una instrucción, pregunta o texto utilizado para interactuar con sistemas de inteligencia artificial. Podríamos decir que es un comando para pedirle al sistema que desarrolle una tarea concreta.

Si proporcionas el contexto y haces preguntas específicas, podrás extraer información y conocimientos precisos de las tecnologías de IA generativa.

Crear instrucciones claras y concisas tiene varias ventajas que pueden ayudar a asegurar que las conversaciones con la IA sean atractivas e informativas.

Planificar con IA: ChatGPT y Gimini

Para la planificación podemos utilizar la IA en la generación de sesiones de aprendizaje, actividades, evaluación de casos, rúbricas de evaluación, retroalimentación, exámenes, entre otros.

Generación de videos con IA: Fliki

Antes de colocar texto para video en Fliki, se ha solicitado a Gemini que elabore el texto con el siguiente prompt: Imagina que eres experto en pedagogía y física cuántica, ¿cómo explicarías las propiedades de la luz a niños de 10 años y qué actividades harías para que comprendieran este contenido?

Generación de imágenes con IA: Copilot

Prompt: Eres experto diagramador, genera una imagen que explique el ciclo del agua en una zona de la sierra del Perú. La imagen debe permitir a los estudiantes de primaria observar cómo se mueven las moléculas de agua en cada etapa del ciclo.

Generación de PPT con IA: Gamma

Prompt:Eres docente de Química, genera una presentación sobre la historia del átomo con lenguaje sencillo para estudiantes de 14 años.

Cuestionario de salida del curso virtual Inteligencia artificial en la práctica docente

Enunciado de la pregunta 1: Los docentes de una I.E. pública del nivel primaria están interesados en conocer o estar familiarizados con la aplicación de la inteligencia artificial (IA) en el ámbito educativo. Les gustaría que la IA les ayude a diseñar experiencias de aprendizaje personalizadas que respondan a las necesidades de cada estudiante.

¿Qué conceptos sobre la IA pueden ayudarles a lograr su propósito?

a. Aprendizaje adaptativo

b. Deep learning

c. Aprendizaje automático

Enunciado de la pregunta 2: Elena considera que con plataformas que incorporan el aprendizaje profundo (deep learning) sus tareas se podrán simplificar, podrá hacer una retroalimentación más personalizada y una evaluación del desempeño más efectiva.

a. No, porque el deep learning está exclusivamente pensado para dar seguimiento al progreso de cada estudiante y a retroalimentarlo.

b. Sí, con el deep learning el docente obtiene datos precisos de cada estudiante que utiliza para evaluar sus logros y fortalecer las experiencias de aprendizaje.

c. No, el deep learning está vinculado únicamente con una mejor forma de evaluar al estudiante.

Enunciado de la pregunta 3: María y José conversan sobre el uso de la IA en el desarrollo de la competencia digital de los estudiantes. María comenta que ella los motiva a que busquen información haciendo uso de la IA. Al respecto, José pregunta: ¿Cómo aseguras que los estudiantes no dependan exclusivamente de la IA en la búsqueda de información?

a. Fomentando el pensamiento crítico.

b. Realizando preguntas que busquen la comprensión de la información encontrada.

c. Alentando a los estudiantes a crear contenido original.

Enunciado de la pregunta 4: En una reunión colegiada los docentes del área de comunicación hablan sobre la competencia digital del docente.

Señala la respuesta más pertinente.

a. Andrea: es necesaria la competencia digital del docente para responder a las necesidades e intereses de aprendizaje de los estudiantes y los contextos socioculturales.

b. Rebeca: soy una experta en comunicación y no creo que sea necesario tener dominio de las tecnologías para enseñar.

c. Antonio: solo los estudiantes deben tener desarrollada la competencia digital porque nacieron en esta era.

Enunciado de la pregunta 5: Cecilia, Raúl y Sandra discuten sobre los aspectos éticos presentes en el uso de la IA en la educación:

¿Cuál de las tres posiciones está en concordancia con el Decálogo de buenas prácticas al usar la IA en la educación?

a. Roxana, por su parte, considera que la equidad y la inclusión son derechos que priman ante todo, incluso cuando se trata de incorporar la IA en el aula.

b. Cecilia piensa que mientras se respete la privacidad de los estudiantes, el resto de valores, si bien deben estar presentes, son de menor trascendencia.

c. Sandra, en cambio, cree que para trabajar de manera apropiada los aspectos éticos, debe abordarse no solo la privacidad, la inclusión y la equidad, sino también la transparencia y el uso responsable.

Enunciado de la pregunta 6: En una de sus clases, Mariana utilizó IA para convertir texto a voz, esto le permitió a un estudiante, con discapacidad para comunicarse oralmente aun cuando podía escuchar, participar en la discusión grupal. La IA reprodujo sus palabras en audio en tiempo real y todos sus compañeros escucharon claramente sus ideas y opiniones. La emoción del estudiante al verse incluido y poder expresarse sin barreras era evidente. En el marco del rol docente en los entornos virtuales, marca la alternativa en la cual la IA facilita el cierre de brechas.

a. Crear entornos de aprendizaje inclusivos y accesibles.

b. Utilizar plataformas en línea y redes sociales para compartir.

c. Evaluar el impacto de la IA en el aprendizaje de los estudiantes.

Enunciado de la pregunta 7: En el aula del profesor Julio, la emoción era palpable. Sus alumnos de quinto grado se preparaban para una experiencia innovadora: explorar el uso de la IA generativa para crear historias. Julio, reconocido por su espíritu pionero, estaba decidido a integrar esta tecnología en su enseñanza, consciente tanto de sus potenciales beneficios como de los desafíos que implicaba. ¿Qué aspecto negativo puede surgir al utilizar la IA?

a. La IA generativa se convierta en una herramienta poderosa para estimular la imaginación de los estudiantes.

b. Algunos estudiantes se apoyan demasiado en la IA.

c. Prepara a los estudiantes para desenvolverse con éxito en la sociedad y el mercado laboral del futuro.

Enunciado de la pregunta 8: Las docentes Eva, Edith y Marisol quieren utilizar la IA ChatGTP para hacer un cuestionario de preguntas abiertas para evaluar el desarrollo de la competencia «Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo» en sus estudiantes de 4.° de secundaria. Considerando los elementos de un prompt efectivo, ¿cuál es el prompt que les dará el resultado solicitado?

a. Edith escribe: Eres un docente experto, genera un cuestionario que permita evaluar la competencia «Explica el mundo físico», en las preguntas debes considerar temas sobre los seres vivos para estudiantes del nivel primaria.

b. Marisol escribe: Eres docente experto en evaluación, genera un cuestionario de diez preguntas abiertas para evaluar el desarrollo de la competencia «Explica el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo». Utiliza los estándares de aprendizaje de Perú para el nivel 6.

c. Eva escribe: Elabora un cuestionario sobre los seres vivos, materia y energía, biodiversidad, Tierra y universo.

Enunciado de la pregunta 9: Roberto quiere usar IA para elaborar sesiones de aprendizaje, actividades, evaluación de casos, rúbricas de evaluación, retroalimentación y exámenes de manera rápida. ¿Qué herramienta de la IA podría utilizar?

a. ChatGPT

b. Fliki

c. Gamma

Enunciado de la pregunta 10: Rosario, docente de ciencias, se enfrentaba a un desafío: sus alumnos tenían dificultad para comprender algunos de los conceptos más abstractos de la física y la química. Un día, mientras preparaba su clase sobre el átomo, tuvo una idea brillante. «¿Y si pudiera plasmar estos conceptos en imágenes que capturan la esencia de la ciencia?», pensó. Rosario, aunque comprendía que una imagen vale más que mil palabras, se encontraba en un apuro porque no sabía qué herramienta de IA escoger entre varias que podían ayudarla. ¿Qué herramienta recomendarías a Rosario para dicho fin?

a. Copilot