Nicole Krueger
La inteligencia artificial se ha infiltrado en nuestras vidas. ¿Puede mejorar el aprendizaje?

Cuando el maestro de tercer grado Brad Upshaw trajo un eco de Amazon a su salón de clases, los estudiantes lo vieron de inmediato. Al igual que los reporteros en una conferencia de prensa, atacaron el dispositivo y comenzaron a gritar preguntas.

"Estaba enchufado detrás de mi pizarra interactiva", dice la maestra de la Escuela Primaria Vanalden Avenue del Distrito Escolar Unificado de Los Ángeles. "Apenas era visible debajo de la pantalla, y los estudiantes no sabían que lo había traído".
Su rapidez para reconocer el dispositivo de inteligencia artificial (IA) y su audacia para interactuar con él fueron reveladores. Los niños, él cree, están listos para la IA.

"Tal como está, cada vez que los estudiantes o yo nos quedamos estancados y necesitamos que alguien les responda en clase durante el día, simplemente sugieren: 'Solo pregúntale a Siri'", dice. "No tengo ninguna duda de que los estudiantes de este año, y todo lo que sigue, no tendrán barreras para interactuar con la IA".

En cierto modo, la revolución de la IA se arrastró cuando la mayoría de nosotros no estábamos mirando. Durante décadas, los investigadores han estado exaltando las proezas potenciales de la inteligencia artificial, pero la tecnología aún no estaba allí. Ahora de repente es. Podemos hablar con nuestros dispositivos y obtener respuestas a nuestras preguntas. Tenemos casas inteligentes, autos inteligentes, electrodomésticos inteligentes y altavoces inteligentes. Los algoritmos predicen lo que nos gustará, anticipamos nuestro comportamiento e incluso diagnosticamos nuestras afecciones médicas, todo con una precisión aterradora.

La inteligencia artificial ya se ha infiltrado en nuestras vidas. Simplemente no parece lo que esperábamos.

De las escuelas, sin embargo, permanece extrañamente ausente. El aprendizaje automático (la tecnología que permite a la inteligencia artificial crecer más) ha enriquecido a casi todas las industrias, pero casi ninguno de esos avances ha mejorado significativamente la educación, señala Barbara Kurshan, directora ejecutiva de Innovación Académica de la Universidad de Pennsylvania. Los estudiantes de hoy pueden esperar interactuar con la IA tanto en el trabajo como en sus vidas hogareñas. Sin embargo, aparte de algunos experimentos aislados, el impulso para la IA en el aula parece haberse desvanecido en gran medida.

Pero no por mucho. En el próximo año o dos, AI explotará en las escuelas K-12, predice Hall Davidson, director senior de Discovery Education y miembro de la Junta Directiva de ISTE.

"Ya sea que lo estés haciendo ahora o no, definitivamente vendrá", dice Davidson. "No queremos que los educadores sean tomados por sorpresa".

Hablando con las paredes

Dispositivos como Echo o Google Home nos han lanzado a una realidad de ciencia ficción en la que la forma más rápida de obtener respuestas es simplemente preguntar en la sala. A medida que las tecnologías de reconocimiento de voz como Siri y Alexa se vuelven más inteligentes, buscar información a la antigua usanza, al lanzar un navegador web y escribir un término de búsqueda, pronto parecerá torpe, arcaico y excesivamente lento.

Davidson ve el potencial de la inteligencia artificial de reconocimiento de voz para ayudar a los estudiantes a alcanzar niveles más altos de aprendizaje y pensamiento. Al hacer preguntas inteligentes y pensar en voz alta, los estudiantes pueden usar estos dispositivos para obtener nuevos conocimientos y impulsar sus exploraciones.

"Estamos entrando en un mundo donde la conversación con las máquinas será a la vez esclarecedora y más eficiente en muchas áreas", dice. “Creo que realmente debería ser parte del entorno escolar cuando entran por la puerta. "Queremos que las personas puedan voltearse hacia la pared y hacer preguntas, y solo escupir las respuestas para que puedan continuar con su pensamiento".

Hace décadas, los primeros investigadores de IA describieron una tecnología llamada compañera de aprendizaje permanente que seguiría a los estudiantes año tras año, conociendo sus intereses, habilidades y hábitos de aprendizaje y respondiendo con preguntas o comentarios para mantenerlos comprometidos. Está llegando, pero ¿estarán los estudiantes listos para aprovechar la inteligencia artificial como estudiantes capacitados? Aprovechar el poder de Siri para resolver problemas, desarrollar conocimientos y orientar su propio aprendizaje los prepara para este futuro al tiempo que los ayuda a cumplir con los Estándares ISTE para Estudiantes.

La capacidad de interactuar efectivamente con la IA activada por voz puede incluso convertirse en una habilidad de trabajo necesaria para muchos estudiantes. Un médico, por ejemplo, podría encontrar un valor sustancial en conversar con un dispositivo que haya leído todos los artículos sobre un tema médico en particular.

“Un doctor no puede leer todo eso ellos mismos. Simplemente no hay tiempo para hacerlo ", dice Davidson. "No se puede reemplazar a un médico con IA, pero sería bueno tener a alguien sentado allí que haya leído todos los artículos de cada diario.
"Si queremos que los niños sean innovadores y realmente dominen ese mundo, es mejor que empecemos ahora".

¿Es la inteligencia artificial la nueva asistencia técnica?

La mejor manera de enseñar a los estudiantes cómo interactuar con la inteligencia artificial es, por supuesto, modelarla. Los expertos describen un futuro no muy lejano en el que los maestros trabajarán codo con codo con los asistentes de AI que aumentarán su experiencia humana con recomendaciones de aprendizaje en tiempo real y basadas en datos.

Uno de los mayores impactos potenciales del aprendizaje automático en la educación es su capacidad para multiplicar la inteligencia a disposición del profesor.

“El aula generalmente tiene una inteligencia: un maestro: administrar a los niños de 30”, dice el profesor de la Universidad de Lehigh, Scott Garrigan, quien presentó una sesión sobre “Qué esperar de la inteligencia artificial en K-12” en el ISTE 2017.

“AI es la primera tecnología que puede emitir los juicios que solíamos necesitar los maestros. Con la inteligencia artificial, tienes múltiples inteligencias en la sala y múltiples fuentes de juicio ".

Los programas de aprendizaje adaptativo como Khan Academy permiten a los educadores lograr nuevos niveles de aprendizaje personalizado mediante el uso de algoritmos para evaluar el nivel de conocimiento de un estudiante, identificar brechas y ajustar la instrucción en consecuencia. Mediante una combinación de reconocimiento de voz y seguimiento ocular, la IA puede identificar quién está haciendo o decir qué en una actividad de grupo y determinar qué alumnos se están enfocando en qué recursos de aprendizaje en un momento dado. Puede hacer inferencias sobre los patrones de aprendizaje, intereses, estado emocional y más de un estudiante, y luego puede tomar decisiones basadas en ellos.

Quizás incluso más crítico, puede dar a los educadores una visión más profunda del proceso de aprendizaje. Pearson, un servicio de evaluación y publicación de educación, llama a la inteligencia artificial "una herramienta poderosa para abrir lo que a veces se llama la" caja negra del aprendizaje ", que nos brinda una comprensión más profunda y más detallada de cómo se produce realmente el aprendizaje". Por ejemplo , AI puede rastrear los micro pasos que los estudiantes realizan para aprender una materia específica, como la física, para ayudar a los maestros a diseñar planes de lecciones más efectivos.

Hasta ahora, el aprendizaje adaptativo se ha utilizado principalmente como un tutor individual. La investigación sugiere que estos tipos de sistemas de tutoría inteligentes (ITS) pueden lograr "aumentos notables en el aprendizaje de los estudiantes en comparación con la instrucción en el aula tradicional en el mundo real", ayudando a los estudiantes a lograr una mayor competencia en un período de tiempo más corto, dice Bill Ferster, autor de Máquinas de enseñanza: aprender de la intersección de la educación y la tecnología.

En un estudio, los estudiantes que utilizaron un ITS alcanzaron el mismo nivel de competencia en las horas de instrucción de 20-25 que los estudiantes que pasaron más de cuatro años en la capacitación tradicional. De manera similar, los investigadores descubrieron que los estudiantes que usaron un tutor de álgebra I obtuvieron un porcentaje de 85 mejor en las evaluaciones de habilidades complejas de resolución de problemas. En otra revisión, los sistemas de tutoría inteligentes se asociaron con puntuaciones de resultados más altas en una amplia gama de condiciones de aprendizaje.

“No hay duda; "La investigación es sólida: si se diseñan correctamente, estos sistemas inteligentes pueden enseñar a los niños mejor y más rápido que casi cualquier otra técnica", dice Ferster.

Eso no significa que AI reemplace a los maestros. Al igual que cualquier otra tecnología, es tan buena como la persona que la usa, y las aulas siempre necesitarán cerebros humanos para organizar experiencias de aprendizaje significativas. Pero el software inteligente puede automatizar muchas de las tareas que solo los maestros solían hacer, como la calificación, las evaluaciones y la gestión del aula. Incluso puede tomar decisiones sobre cómo organizar grupos de estudiantes para optimizar el aprendizaje colaborativo.

"Un maestro tiene sus manos llenas y no puede satisfacer las necesidades de cada niño en cada forma individual", dice Garrigan. "AI puede tomar decisiones sobre los datos para que el profesor no se convierta en un cuello de botella para el aprendizaje de los niños".

Abriendo la puerta a la IA.

¿Cómo será finalmente la IA en el aula? Nadie lo sabe todavía.
En este momento, "parece que nada", dice Davidson. "Como lo vemos ahora, cualquier integración sería un éxito".

Hay obstáculos, por supuesto. Tanto los padres como los maestros a menudo desconfían de la IA en el aula, es natural, dado que el Foro Económico Mundial predice que la automatización eliminará al menos 5 millones de empleos en todo el mundo con 2020. Quienes lo apoyan se enfrentan a barreras más prácticas, como el diseño básico de aula.

Dado que la mayoría de los programas de aprendizaje adaptativo disponibles en la actualidad están diseñados para tutorías individuales, no se traducen bien en el ambiente de clase típico en el que un maestro está involucrando a 30 o más niños a la vez.

"Tienes un problema de arquitectura en la relación entre los estudiantes, el profesor y el aula", dice Ferster. “Es un desafío para las aulas usar estas nuevas tecnologías porque no están configuradas para toda la clase. Eso es un impedimento para cualquier tipo de progreso ".

El aprendizaje adaptativo tiene más sentido en entornos de aprendizaje invertidos o combinados, en los que los estudiantes trabajan habitualmente de forma independiente en los dispositivos conectados. A medida que más salones de clase hacen la transición a estos modelos, podemos comenzar a ver estas tecnologías aplicadas a mayor escala.

Hasta entonces, Davidson anima a los maestros a comenzar poco a poco. Con todos los iPhones entrando a las aulas en estos días, no es difícil integrar a Siri en una lección. Y solo cuesta $ 49 para obtener un eco en el aula, siempre que pueda pasar los filtros de su escuela para conectarse a Internet. (Ese es un problema con el que se topó Upshaw al conectar su Echo).

Como mínimo, los maestros pueden usar tecnologías emergentes para enseñar a los estudiantes cómo ser consumidores inteligentes de información al experimentar con diferentes tipos de preguntas que exploran los límites de la inteligencia artificial actual.

"Lo que realmente queremos es que los niños comprendan el poder de esta herramienta y encuentren maneras de usarla que no hubiéramos pensado", dice Davidson. Pero, agrega, también es importante mostrarles que los dispositivos de AI "son tontos y pueden ser engañados". Aunque se volverán más inteligentes a medida que más gente los use, las aplicaciones de IA como Siri o Alexa son todavía fáciles de confundir. La capacidad de formular preguntas inteligentes marcará una diferencia en la calidad de las respuestas que obtienen los alumnos.

"Un buen maestro hace muy buenas preguntas", dice Upshaw. “La tarea importante para los maestros de K-12 es guiar a los estudiantes para que formulen las preguntas esenciales para su aprendizaje. Espero con interés esta nueva asociación entre la mente joven y curiosa y las bases de datos interactivas disponibles ".

Nicole Krueger es escritora independiente y ex periodista de periódicos. Escribe sobre la tecnología de la educación y la transformación del aprendizaje.