Utilizan la inteligencia artificial para enseñar mejor matemáticas
Una investigadora de Córdoba y su equipo crearon el método en EE.UU. Se aplicará experimentalmente en escuelas cordobesas. Evalúan en tiempo real estados emocionales de los alumnos y, así, optimizan el aprendizaje.
En agosto del próximo año, seis escuelas cordobesas participarán de un plan piloto de enseñanza de matemáticas basado en las nuevas tecnologías y en el estudio de los estados emocionales de los alumnos a la hora de aprender. Se trata de un sistema de tutorías inteligentes que creó la cordobesa Ivón Arroyo, en Estados Unidos, junto con su equipo en Worcester Polytechnic Institute (WPI), en Massachusetts.
Se trata de un software que aplican desde hace más de 15 años y que evalúa automáticamente las habilidades matemáticas, estados afectivos y metacognitivos de los estudiantes. Es decir, responde en tiempo real a los estados de ánimo de los alumnos que trabajan en computadoras o en dispositivos móviles. De esta manera, el maestro conoce al instante cuáles son las fortalezas y las debilidades de los estudiantes.
Ivón Arroyo es licenciada en Informática, graduada en la universidad Blas Pascal. Se especializa en ciencias del aprendizaje, ciencias de la computación y psicología educativo-cognitiva. Su experiencia se centra en el diseño de nuevas tecnologías para el aprendizaje y en la evaluación de las matemáticas para estudiantes de todo el mundo.
El equipo de Arroyo también trabaja en Wearable Learning, el uso de dispositivos electrónicos móviles para realizar juegos educativos matemáticos en equipo, que implican aprendizaje en movimiento: gestos de medición y ejercicio físico en el interior o al aire libre.
La investigadora traerá a Córdoba ambos programas en agosto de 2019 para aplicar de manera experimental en algunas escuelas de la ciudad de Córdoba. De la experiencia participarán maestrandos de WPI que colaborarán en la utilización de esta herramienta informática denominada “Mathspring” con alumnos de sexto grado.
“Quiero llevar dos proyectos a Córdoba, quiero devolver a Córdoba lo que me ha dado a mí y como parte de esta universidad, que es una politécnica, con desarrollo de mucha tecnología. Los alumnos de la carrera de grado en WPI deben realizar proyectos para aplicar la tecnología a las ciencias sociales, como una colaboración a la sociedad”, explica Arroyo. En este marco, traerá a la provincia, con la ayuda logística de la Blas Pascal, los softwares de mate- máticas.
Las emociones importan Una de las ideas que aplicarán de manera experimental en Córdoba es el de la tutoría inteligente, que funciona con un software que se adapta y se personaliza al estudiante. Usa inteligencia artificial para entender al alumno.
“Lo que es diferente de esta tecnología, y lo que fue mi contribución al mundo científico, es incorporar la parte afectiva. Comprender, tratar de entender al alumno desde la parte emocional, si está frustrado, aburrido, interesado. Y ayudarlo a resolver esos episodios de manera automática”, explica.
El software pregunta a los alumnos cómo se sienten. Lo hace a través de personajes “afectivos” (o “compañeros de aprendizaje”) que aparecen en un rincón de la pantalla y se ponen contentos, tristes o se frustran mostrando empatía por las emociones que siente el alumno.
“Es como un espejo: reflejan la emoción que siente el alumno. Y lo tratan de resolver”, explica la investigadora, quien asegura que todas las experiencias del estudiante en la escuela son importantes a futuro. “Importa si el estudiante se frustra, si está ansioso o aburrido. Importa más de lo que pensábamos”, sostiene.
Es más: una mala experiencia durante las clases de matemáticas en la primaria podrían condicionar, años después, la elección de una carrera universitaria relacionada con las ciencias.
El software se basa en teorías reconocidas a nivel mundial que avalan la idea de que los alumnos aprenden mejor, se comportan mejor y tienen mejores resultados a largo plazo si desarrollan una inteligencia flexible.
“La idea es pensar que todo el mundo puede crecer y mejorar. Eso tiene que ver con la importancia de cometer errores porque hay mitos sobre que no se puede mejorar, que sos bueno o malo. En realidad, tiene que ser un enfoque personal, no en comparación con otro”, plantea Arroyo.
Y agrega: “Esos son los mensajes que dan los personajes que les hablan. De a poco, los comportamientos empiezan a cambiar. Eso es lo que hemos descubierto: que los chicos se enfocan más y piden más ayuda cuando no saben; comportamientos que son productivos para el aprendizaje”.
Las evaluaciones de los alumnos demuestran que mejoran su rendimiento con estas herramientas. “Tenemos resultados muy positivos. Cuando reciben más este tipo de mensajes relacionados con las emociones, sus comportamientos cambian y las devoluciones también. Todo mejora”, dice Arroyo.
Aprendizaje en movimiento La investigadora también traerá a Córdoba un proyecto de aprendizaje de la matemática en movimiento. Para ello, no sólo se utilizan juegos en computadora, sino también situaciones que implican ejercicio físico. Los chicos de nivel primario (que saben leer) llevan un celular en la mano o montado en el brazo y realizan actividades al estilo “búsqueda del tesoro” o carreras de posta de matemáticas.
En el primer caso, el celular indica, por ejemplo, que tienen que buscar un cubo de una altura de 12 centímetros. Al llegar al lugar, verán cubos de diversos tamaños. Los alumnos tendrán un solo elemento, una regla de 30 centímetros sin ninguna marca, con lo cual deberán desarrollar su pensamiento matemático: realizar estimaciones, plantear cuál es la mitad o el tercio de determinado cubo y hacer cálculos mentales.
Suelen ser trabajos en equipo, en los que todos tienen que superar determinadas pruebas para pasar al nivel siguiente. Cuando encuentran el objeto, el celular le indica si es correcto o no a través de un código de barras. Si no se logra el objetivo, el dispositivo da una ayuda. El apoyo del software es fundamental.
Posteriormente, se evalúa el beneficio de la tecnología y del apoyo emocional en el rendimiento matemático. Y también, el impacto del movimiento físico.
Algunos de los juegos son ideados por los investigadores, pero también se promueve que los alumnos creen sus propios juegos para aprender un tema de matemáticas: números negativos o fracciones, por ejemplo.
“Se les ocurren cosas fantásticas porque es un nivel de imaginación que nosotros hemos perdido. Trabajan en bloques de papel grande, dibujan, y una vez que tienen una idea clara del juego, deciden si hay equipos o no y definen las reglas de juego. Todo eso es un pensamiento informático. Eso se llama ‘pensamiento computacional’. Y es una idea temprana de la informática en los niños, de armar la lógica de un sistema a través de un juego”, cuenta Arroyo.