Inteligencia Artificial en la educación

Resumen

Hay personas que dedican su vida a la creación de máquinas que tengan inteligencia parecida a la del ser humano pero ¿Sera optimo pensar que las maquinas un día serán más inteligentes que nosotros? O a su vez estas máquinas nos ayuden a ser más inteligentes si es que le damos el correcto uso en el ámbito de la educación, de programas que tengan la capacidad de ser inteligentes, cuando se llegue a relacionar por completo las máquinas y la tecnología, cuando llegue ese momento entonces podremos preguntarnos ¿cuál es el mejor provecho que podemos obtener de las maquinas en la vida del ser humano? Y la respuesta a esa interrogante seria en la educación, explotaremos al máximo las maquinas cuando logremos que estas nos hagan más inteligentes.

El ordenador en nuestra vida realiza un papel fundamental ya que logró que el ser humano pueda realizar diferentes procesos de cualquier índole mucho más rápido y a su vez lograr alcanzar muchos más descubrimientos que sin un ordenador podrían haber sido inimaginables.

Este artículo, que va a permitir a tener claro el papel del ordenador en el aprendizaje y funcionamiento cognitivo asi como a hacer un estudio del arte sobre el tema en mención centrándose en las últimas novedades y descubrimientos que se han realizado en dicho ámbito.

También se pretende dar una visión de algunos contextos docentes en los que la Inteligencia Artificial (IA) puede favorecer de algún modo la mejora de los procesos de aprendizaje.

PALABRAS CLAVE: Inteligencia Artificial, Sistemas Inteligentes Educativos (S.I.E).

Introducción

Siempre el ser humano ha intentado realizar las acciones cotidianas de la forma más rápida y eficiente. Pero es a partir de los años 80 que se comienza a utilizar el computador para el uso de técnicas de inteligencia artificial. De ahí surge el término tutor inteligente con la única función de realizar procesos de enseñanza [1].

Pero no es sino hasta que la "gran nube" surge en 1969 que se logra realizar un buen trabajo de interacción tutor-estudiante y los documentos pudieron estar al alcance de todas las personas y por ende al alcance de organizaciones dispuestas a tecnificar la educación [2].

La Web Semántica trata de hacer la Web más comprensible por las máquinas (Heflin y Hendler, 2001). También trata de crear una estructura adecuada para agentes inteligentes que basen su funcionamiento en la Web, de realizar acciones complejas para sus usuarios (Hendler, 2001). Los agentes cumplen un gran papel ya que hacen que lo que anteriormente se mencionó se haga realidad, la relación entre los agentes y la web es de suma importancia ya que los mismos nos permiten realizar acciones tales como enviar mensaje, proteger nuestro ordenador y lo más importante entrelazarnos con el mundo exterior mediante el computador. [3].

Reseña histórica de los sistemas inteligentes educativos (SIE).

En los años 50 aparecieron los primeros sistemas de enseñanza llamados programas lineales. Aquellos programas eran muy básicos y la mayor desventaja era que el método de enseñanza no se podía cambiar ni el programador podía realizar dicho cambio. [1].

A principio de los años 60 las computadoras la compra y venta de las computadoras comenzó a emerger gracias a que las universidades las requerían en gran cantidad, sobre todo Estados Unidos , he allí que la computadora llego a formar gran parte de la educación de profesionales. Tan rápido como las universidades adquirieron las computadoras comenzaron a cambiar su método de enseñanza obteniendo magníficos resultados [8].

PROGRAMAS LINEALES

En un principio a los ITS se les llamó ICAI (enseñanza inteligente asistida por ordenador), como se les llama hasta el día de hoy. Sin embargo, algunos investigadores no les gustaba que estos sistemas se diferenciasen de los CAI, sólo por una letra y surgió el nombre de ITS; otros no desean usar el término inteligente y optan por nombres como sistemas tutores basados en el conocimiento (KBTS), sistemas tutores adaptables (ATS) (Stretz, 1988) y sistemas de comunicación del conocimiento (Wenger, 1987). Pero la mayor parte de los expertos en esta área están de acuerdo con la denominación de ITS, aunque acepten que el uso de la palabra inteligente es, estrictamente hablando, una equivocación .Pero lo más importante es dar una definición acertada acerca de que es tutor inteligente, para ello nos basaremos un poco en la función que realiza un docente, y no es sino un programa que hace uso de una interfaz gráfica para comunicarse con el usuario, dicho programa también debe ser flexible y abierto a las posibles sugerencias del alumno, de igual modo debe ser capaz de responder a sus preguntas; en una palabra, un buen ITS debe actuar según lo haría un buen profesor[1][8].

PROGRAMAS RAMIFICADOS

Los sucesores de los programas lineales fueron los programas ramificados, con un número fijo de temas, Los programadores viendo la necesidad de mejorar los programas lineales y que mejor forma si se mejoraba la relación ordenador-estudiante, es decir dependiendo de la pregunta que realice el estudiante el ordenador buscara la mejor respuesta posible. La mejoría ofrecida por estos sistemas se consiguió gracias a la técnica de Pattern-matching y al diseño de lenguajes de autor. En cuanto a la técnica de Pattern-matching, esta propuesta nos dio la oportunidad de tener más de dos respuestas ya no solo aceptable o no aceptable sino parcialmente aceptable.

Lo que caracterizaba a los programas ramificados es que permite que el usuario maneje la interfaz a su gusto y necesidad volviendo a repetir explicaciones, ejercicios imágenes, etcétera. De alguna forma el sistema de enseñanza tiene estructurado su conocimiento como un organigrama, ya que en función de la respuesta del alumno el ordenador realiza las siguientes interrogantes. Aunque mejoran las facilidades de los programas lineales, no ofrecen una enseñanza individual; a igual respuesta corresponde igual actuación del sistema, independiente del alumno [8].

PROGRAMAS GENERATIVOS

A finales de los años 60 surgieron los sistemas generativos, con una nueva filosofía educativa que decía: "los alumnos aprenden mejor enfrentándose a los problemas de dificultad adecuada, que atendiendo a explicaciones sistemáticas"; de acuerdo a lo que necesito o de acuerdo a mis falencias es la enseñanza.

Estos sistemas surgieron al reconocerse el hecho de que el material de enseñanza podría ser generado por la misma computadora; ellos son capaces de generar problemas, construir sus soluciones y diagnosticar las respuestas del alumno, controlando, a su vez, el nivel de dificultad de los problemas.

En los sistemas generativos, el sistema determina el grado de dificultad del problema que se presente; para ello tiene en cuenta cuál es el concepto que se debe tratar y con qué nivel de detalle lo quiere verificar, en dependencia de la profundidad de explicación, a continuación genera el problema correspondiente y lo presenta al alumno. Cuando se recibe la respuesta del alumno, el sistema la compara con su solución; las diferencias entre ambas se considerarán errores. Estos sistemas no servían para todo tipo de enseñanza, ya que las dificultades para generar problemas aumentan en ciertas áreas de trabajo [12].

Sistemas tutores inteligentes

Con estos sistemas se trata de crear un programa de instrucción que pueda parecerse, lo más posible, a un buen maestro en su actividad de enseñanza, resaltando su capacidad para detectar las lagunas de conocimiento del alumno, acercarse a cada situación de aprendizaje y utilizar estrategias tutoriales a la medida del estudiante. El logro de un sistema con las anteriores características exige desarrollar un programa tutorial compuesto por los módulos [14].

Figura 1

SISTEMAS EDUCATIVOS INTELIGENTES EN LA ACTUALIDAD.

La historia de  los   ordenadores   en  la   enseñanza   es una historia   breve,  de   poco  más  de cuarenta  años, y está vinculada de forma muy estrecha a la propia evolución y avance de la tecnología  informática por una parte, y al desarrollo de las teorías del aprendizaje y  enseñanza  por otra. Desde que a mediados del siglo   XX,   Skinner propusiera   el   concepto   de   "máquinas de enseñar",   el   desarrollo   y   preocupación  de  la utilización   de   los ordenadores  en la  enseñanza  ha  estado dominado por esta idea: ¿es posible  lograr  que  un  sujeto  humano aprenda a través de la interacción,   casi   exclusiva,   con   una   máquina?   Los   logros   y avances   a  lo   largo   de   varias   décadas  de   investigación   fueron menos  exitosos  de lo esperado. Se ensayaron distintas propuestas y proyectos encaminados a construir  objetos físicos que sin la intervención  directa de un tutor  o profesor, provocase o facilitase el aprendizaje de un ser humano. 

Sin embargo, en la actualidad, con los avances en el campo del multimedia, y sobre todo de las telecomunicaciones y de Internet, están cobrando auge   los   proyectos   y   métodos   educativos   basados   en   las   tesis   socio constructivistas   del aprendizaje. [14]

La   adaptación   de   los   sistemas escolares   a   un   modelo   de   escolaridad apoyado en las tecnologías digitales es y será un proceso parsimonioso, lento, con altibajos, con avances y retrocesos. Este proceso   de   cambio   exige,   como condición   inicial,   pero   no   única,   la disponibilidad   de   recursos   tecnológicos abundantes en los centros educativos. Sin un número adecuado de ordenadores, sin software apropiado,   sin   cableado   ni   infraestructuras   no   habrá,   evidentemente,   prácticas   educativas apoyadas  en las  tecnologías  informáticas. Pero  esto es, a todas luces, insuficiente  si lo  que perseguimos es la innovación y mejora  educativa. La incorporación de las nuevas tecnologías si no van acompañadas de innovaciones pedagógicas en los proyectos educativos de los centros, en las estructuras y modos de organización  escolar,  en los  métodos de  enseñanza,  en el tipo de actividades  y  demandas   de aprendizaje requeridos al alumnado,  en los  sistemas y exigencias evaluativos, en los modos  de  trabajo y relación  del profesorado, en la utilización  compartida  de los espacios y  recursos como  pueden ser  las salas de informática, en las formas  de organización y agrupamiento de la clase con relación al trabajo  apoyado en el uso de ordenadores, afectarán meramente a la epidermis de las prácticas educativas  pero  no representarán mejoras sustantivas de las mismas.

La clase virtual del futuro

La educación y las nuevas tecnologías están condenadas a entenderse. Los nuevos soportes ofrecen infinitas posibilidades para conseguir acercar los contenidos de las materias a unos alumnos a los que el concepto de nativo digital ya le suena a antiguo. La mayoría de países europeos ya han movido ficha y se han invertido millones de euros en dotar de nuevas tecnologías los centros de enseñanza. Aun así, muchos expertos tienen la sensación de que no se les saca todo el rendimiento posible.

La pizarra es una gran tableta digital, que navega por internet y que permite, con un simple movimiento de las manos, ampliar contenidos, fotografías, textos, simulaciones etc. Cada pupitre tiene también su propio monitor es otra tableta, pero más sencilla y está equipado con unos auriculares, que estimulan el aprendizaje de idiomas y que los alumnos usan puntualmente, solo cuando la actividad de la clase lo requiere. Hay taquillas dotadas de cargadores eléctricos para baterías de teléfono móvil y ordenador portátil y, a la entrada, un pequeño dispositivo toma la huella dactilar de cada estudiante, de manera que no hay que pasar lista. Es el aula del futuro, un espacio donde «la tecnología será en efecto un elemento omnipresente».

Figura 2

Libros inteligentes

De cómo serán los libros en el futuro no tengo ni idea, pero sí sé cómo es el presente del libro con inteligencia artificial. Y en esta materia, los referentes son los bidibooks de la empresa gallega Netbiblo. Los gallegos estaremos a la cola en el ranking de lectura o de uso de Internet en España, pero a la hora de innovar pocos nos ganan en esto de la sociedad de la información (permitidme, de nuevo, hacer patria).

Los bidibooks funcionan por un código QR (Quick Response Codes) para teléfonos móviles. Para usarlos sólo hay que descargar al móvil un programa lector de QR y hacer una foto con la cámara del teléfono al código. Pero para que funcione este sistema es, además, necesario tener conexión a Internet en el móvil o poder hacerlo vía Wifi.

Esos códigos QR (códigos de barras en dos dimensiones impresos en el papel) la cámara los traduce al teléfono en una URL que remite al lector a más información en la Red sobre esa obra que tiene entre sus manos. Así, se tiene acceso a vídeos, fotografías y textos vinculados al libro, desde fuentes como Wikipedia, Flickr o YouTube.

Ahora, Netbiblo, con presencia en toda España, Inglaterra, Italia, Alemania, Países Bajos, Polonia y Portugal, se expande hacia Japón.

La oferta de Netbiblo es, de momento, de 22 títulos temáticos que van desde visiones de grandes estructuras de máquinas y desastres naturales, hasta obras sobre tuning, ciudades del mundo u hoteles de lujo.

Figura 3

Conclusiones

En este artículo se ha podido realizar un estudio del arte sobre los sistemas inteligentes educativos. Se ha deseado y logrado de algún modo unir tres aspectos diferenciados. Dar una pequeña introducción hacia qué es lo que desea lograr la inteligencia artificial en el ámbito de la educación pero en este aspecto de la educación asistida por computador hay muchos temas sobre los cuales es necesario trabajar e investigar.

Hay que reconocer que en cuanto a los sistemas docentes su aspecto puede variar dependiendo de su complejidad y a su vez por la diversidad de actividades que se pueden realizar, teniendo como objetivo primordial el de asesorar a los usuarios a cerca de usos y posibilidades de los sistemas docentes.

Quedan muchas más propuestas educativas no mencionadas como plataformas telemáticas, agentes inteligentes y entornos de desarrollo inteligente, etc. Pero el estudio sigue abierto para la investigación de la inteligencia artificial. Para concluir quisiera dejar planteada una interrogante que muchos científicos y catedráticos la tendrán rodeando en su mente considerando el tamaño del universo infinito ¿Somos o no una especie inteligente?

Referencias

Autor:

Jonnathan Arias.