La Inteligencia Artificial Aplicadas A La Educación

 

LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL APLICADAS A LA EDUCACIÓN (Anteproyecto de investigación)

Andres Camilo Benitez Rodiño (Estudiante)

Isabel Alicia Sierra Pineda (Docente)

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA EDUCACIÓN Y CIENCIAS HUMANAS INVESTIGACIÓN TEORÍA Y MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN MONTERÍA-CÓRDOBA 2021

 

IDEAS INICIALES Las instituciones educativas han implementado tácticas que mejoran la educación en todos los niveles. nive les. La inver inversión sión en la comp compra ra de programa y hardw hardware are de alta capacid capacidad ad es impor important tantee para que los profesores ofrezcan una educación creativa que promueva el desarrollo socioeconómico.   La forma de enseñanza está cambiando drásticamente. La modalidad a distancia ahora es  bastante común, usando videollamadas de alta calidad y plataformas de aprendizaje online bien diseñadas. Al ejercer la IA (inteligencia artificial) en la enseñanza, es viable producir programas informáticos adecuados para que los alumnos y los profesores sean más productivos.

 

PLANTEAMIENTO La IA (inteligencia artificial) posibilita que las instituciones educativas sean más competitivas y  brinden una enseñanza de alta calidad.

Hay muchas más aplicaciones de IA (inteligencia artificial) para la enseñanza en el desarrollo, incluida la tutoría para alumnos, la construcción de contenido inteligente y nuevos procedimientos de desarrollo personal para educadores por medio de conferencias virtuales globales. Además, las aplicaciones fundamentadas en IA (inteligencia artificial) tienen la posibilidad de examinar una gigantesca proporción de información, ofrendando a los usuarios materiales de aprendizaje cada vez más personalizados.

 

FORMULACIÓN DE PROBLEMA El presente trabajo pretende responder y aportar información a la comunidad educativa en relación a las siguientes preguntas: ¿Como puede la inteligencia artificial llevarse a las aulas de clase para que apoyen la labor del docente y logren captar la atención de los jóvenes?, ¿Qué  beneficios se pueden obtener al aplicarse la IA en al proceso de enseñanza aprendizaje de los  jóvenes?, ¿Como la IA puede ayudar a mantener la concentración de los jóvenes y como puede esta lograr que se logren obtener buenos resultados en las calificaciones y en la memorización?, estas  preguntas buscan que los alumnos logren aprender en un ambiente sano y seguro. Y parte de este entorno, es que la calidad educativa se basa en la tecnología actualizada. La IA (inteligencia artificial) en la enseñanza posibilita entender mejor el perfil de los alumnos y sus necesidades. Debido a esto, es viable producir planes y ocupaciones educativas eficientes e innovadoras que  permitan a los alumnos aprender aprender de forma práctica y teórica teórica paralelamente. Algunos de los resultados positivos de la IA (inteligencia artificial) que pueden ser aplicados a la enseñanza son:

Facilitar la educación. Los alg algori oritmo tmoss de int inteli eligen gencia cia art artifi ificia ciall tie tienen nen la pos posibi ibilid lidad ad de cal califi ificar car for formul mulari arios, os, identi ide ntific ficand andoo los seg segmen mentos tos de alu alumno mnoss con más inc inconv onveni enient entes es o los tem temas as que pro produc ducen en  problemas para más estudiantes. Esto les da a los profesores más tiempo e información para desarrollar contenidos apropiados y dar una enseñanza de más grande calidad adaptada al perfil de sus alumnos.

Medir el manejo del alumno Los procedimientos clásicos de evaluación de la enseñanza son efectivos para examinar la conducta de los alumnos, pero la IA (inteligencia artificial) va más allá. Como, por ejemplo, al  poder calcular con qué frecuencia los alumnos buscan orientación educativa, es viable establecer 

 

que un porcentaje del docente puede tener cualquier tipo de problema con su funcionamiento; o inclusive, detectar si hay componentes externos que influyen en el rendimiento académico de un conjunto de alumnos.

Como maestro virtual Esta tecnología es en especial eficaz en ámbitos de aprendizaje en línea debido a una de sus aplicaciones: los chatbots, programas informáticos que son capaces de conservar una plática de manera autónoma por medio de una aplicación web. Empleados en el ámbito educativo, tienen la  posibilidad de actuar como un instructor, alumno o tutor interactivo capaz de solucionar dudas, describir ciertas preguntas e, inclusive, hacer evaluaciones automáticas y personalizadas para cada estudiante.

 

JUSTIFICACIÓN La presente indagación pretende hacer una revisión, un estudio y una interpretación respecto a La IA (in (intel telige igenci nciaa art artifi ificia cial) l) que est estáá oca ocasio sionan nando do una una rev revolu olució ciónn en los ins instru trumen mentos tos de aprendizaje, por medio de este análisis daremos a conocer los enormes beneficios que permanecen  brindando los avances tecnológicos y la utilización de nuevos procedimientos educativos más intuitivos y flexibles. Tal, los dispositivos capaces son capaces de ofrecer formación a medida a cada alumno. Integrar las tecnologías en la enseñanza implica monumentales beneficios para el aprendizaje de los estudiantes, aun cuando, No obstante, en el de hoy entorno de la revolución digital hay cualidades humanas que aún no tienen la posibilidad de ser reproducidas por la IA (inteligencia artificial) como la creatividad, la función de reproducir novedosas ideas o la función de improvisar y avanzar una y otra vez.

 

OBJETIVOS General Analiz Ana lizar ar la influe influenci nciaa de la in intel telige igenc ncia ia art artifi ificia ciall (IA (IA)) en el des desarr arroll olloo de los pro progra gramas mas informáticos aplicados en el ámbito educativo.

Específicos 

Desarrollar temas específicos de inteligencia artificial en las instituciones que ayuden a contextualizar con la tecnología a los distintos miembros vinculados.



Establecer estrategias basadas en la IA (inteligencia artificial) que facilite el proceso enseñanza-aprendizajee de los estudiantes y mejorar el posicionamiento de las enseñanza-aprendizaj instituciones educativas.



Analizar las herramientas necesarias para desarrollar las capacidades de docentes y estudiantes al máximo mejorando su eficiencia.

 

MARCO DE REFERENCIA Aun cuando todo este campo de la informática es innovador en ciertos puntos, tiene precedentes en los años 40 del siglo XX. En 1943, el neurobiólogo Warren McCulloch y el estadístico Walter  Pitss, publicaron un artículo que definía que los eventos neuronales y las colaboraciones entre ellos tienen la posibilidad de tratarse por medio de la lógica proposicional7. Tal se conforma la base y el  principio del desarrollo desarrollo de la inteligen inteligencia cia artificial tal y como ho hoyy la concebimos. Sin embargo, no ha sido hasta una década después, en 1956, una vez que se celebró la primera Conferencia de IA (inteligencia artificial) en Darmouth que se considera como la primera alusión seria a las redes neuronales artificiales. En esta conferencia se manifestó la lógica teórica (Minsky, McCarthy, Rochester y Shannon) que es considerado el primer programa informático para resolver  inconvenientes de averiguación heurística8.  En 1957 se manifestó «Perceptron» el primer sistema capaz de detectar patrones geométricos9, y en 1959 «Adaline» (Adaptive Linear Neuron) que ha sido usada con diferentes aplicaciones como reconocimiento de voz y letras y números, predicción del tiempo, y en el desarrollo de filtros para remover ecos de las líneas telefónicas.  Desde dichos trabajos la sociedad científica tuvo una percepción bastante optimista de lo cual la inteligencia artificial podría dar, sin embargo, alrededor de la década de los 60 se empezaron a divulgar estudios críticos sobre la carencia de aplicabilidad de la computación neuronal. A lo largo de los años 70 y 80 pocos estudiosos continuaron con esta línea de desarrollo científico (James Anderson, Teuvo Kohonen o Stephen Grossberg).  En 1982 John Hopfield10 crea el algoritmo Backpropagation que muestra un sistema neuronal compuesto por recursos procesadores interconectados que tienden a un mínimo de energía. Este suceso supuso volver a fiar en las maneras de la inteligencia artificial que en las últimas décadas ha tenido un desarrollo exponencial.

 

 En la actualidad hay varios estudiosos en diferentes universidades que permanecen llevando a caboo tra cab trabaj bajos os en la zon zonaa de las red redes es neu neuron ronale aless art artifi ificia ciales les en equ equipo iposs mul multid tidisc iscipl iplina inares res (informáticos, matemáticos, neurólogos, psicólogos del entendimiento, físicos, programadores o fi filó lóso sofo foss de la cien cienci cia) a) qu quee da dann no nove vedo dosa sass e in inno nova vado doras ras pers perspe pect ctiv ivas as en esta esta ár área ea del del entendimiento.

 

ESTADO DEL ARTE Hemos visto que la combinación de educación e inteligencia artificial puede traer muchos  beneficios. A continuación, vemos algunos de los proyectos de inteligencia artificial para estudiantes que ya han explorado las posibilidades de esta disciplina en el sector educativo.

Según el Instituto Nacional de Tecnologías Educativas y de Formación del Profesorado (INTEF), (INTE F), (201 (2019): 9):  El de desar sarrol rollo lo de nue nuevos vos mod modelo eloss de Int Inteli eligen gencia cia Art Artifi ificia ciall y apr aprend endiza izaje je automá aut omátic ticoo req requie uiere re pro profes fesion ionale aless con ni nivel veles es muy altos altos de com compet petenc encias ias en var varias ias áre áreas: as: habilidades científicas, matemáticas y técnicas, una buena comprensión de las estadísticas, el álgebra lineal, las ecuaciones diferenciales, así como las arquitecturas informáticas y las tecnologías emergentes de chips, los enfoques y herramientas de programación. Las estimaciones recientes sitúan el número de personas con este conjunto de habilidades en unas decenas de miles. Unas 5000  personas son las que han escrito artículos académicos o han dado conferencias sobre Inteligencia Artificial en los últimos años.

Según la UNESCO, La Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultur Cul turaa ha de desar sarrol rollad lado, o, de for forma ma con conjun junta ta con la emp empres resaa Eri Ericss csson, on, una ser serie ie de mat materi eriale aless didácticos en línea para cumplir con las exigencias de la agencia educativa ODS4 para 2030. El Consenso de Beijing sobre la inteligencia artificial en la educación tiene como objetivo conseg con seguir uir que los tal taller leres es de for formac mación ión sea seann acc accesi esible bless par paraa todos todos los alu alumno mnos, s, ref reforz orzar ar las capacidades tecnológicas de los profesores y fomentar el espíritu creativo e innovador entre los más  jóvenes a través del empleo de inteligencia artif artificial icial en la educación. En dichos documentos se abordan los impactos de la IA (inteligencia artificial) (IA) en la enseñanza desde informes sobre los adelantos conseguidos en la optimización de los procesos de educación y aprendizaje, y en la gestión de los sistemas educativos. Se resaltan por igual los aportes de la inteligencia artificial a la personalización del aprendizaje por medio de sistemas adaptativos

 

que proponen y ajustan las trayectorias educativas a las propiedades y comportamiento personales de los alumnos, así como a las labores rutinarias de los profesores y de la gestión educativa basado en el estudio inteligente de monumentales volúmenes de información.

Squirrel AI, China es uno de los países que más interés está mostrando respecto a la inteligencia artificial en la educación, con una inversión de alrededor de 1.000 millones de euros en el último año. Uno de los productos que ha dado como resultado esta apuesta por las nuevas tecnologías es Squirrel AI, una inteligencia artificial que ofrece clases extraescolares a los alumnos. Según sus desarrolladores, ya está presente en casi 2.000 centros de enseñanza y ha prestado sus servicios a más de 2 millones de alumnos.

Implementación de IA en el contexto universitario En la Universidad de Oriente en México utilizamos la herramienta Dialogflow para procesos orientados al acompañamiento de nuestros estudiantes con ventajas significativas que les comparto a continuación. El objetivo principal es impulsar a nuestros colegas con la oportunidad de construir un auxiliar   pedagógico que contribuya a resolver gran parte de las inquietudes de los estudiantes. La estructuración de las respuestas se basó específicamente con el enfoque de aprendizaje invertido, lo cual contribuye a retroalimentar sobre inquietudes de la clase, pero dotándolos de una respuesta accesible y remitiendo a los alumnos a fuentes de consulta multimedia para extender y mejorar su experiencia. Se bus buscó có que la apl aplica icació ciónn pud pudier ieraa mon montar tarse se en la pla plataf taform ormaa ins insti tituc tucion ional al de ref refuer uerzo zo académico basada en Moodle, esto aseguró que los auxiliares pedagógicos fueran personalizados a las necesidades de los grupos en cuestión. Los resultados esperados de esta implementación fue dotar a nuestros docentes con herramientas más competitivas y funcionales apoyando en actividades de acompañamiento a nuestros estudiantes

 

dentro de un contexto de comunicación constante. El reto principal para quienes participamos en este proyecto es garantizar que las respuestas sean mucho más dinámicas y lleven a construir  aportaciones más significativas significativas..

Eduband Se trata de una iniciativa desarrollada por la Universidad Carnegie Mellon de Pittsburg, en Pensilvania. Este proyecto hace uso de la inteligencia artificial en la educación secundaria para que los profesores puedan aplicar metodologías de trabajo basadas en las reacciones de los alumnos, y no solo en función de sus resultados. El objetivo es potenciar aquellas disciplinas en las que el usuario tiene más aptitudes o se siente más cómodo, y no aquellas en las que obtiene buenas calificaciones por simple obligación.

Duolingo Una de las plataformas más conocidas para el aprendizaje de idiomas también ha puesto en marcha su propio sistema de inteligencia artificial. Gracias a sus bots, los alumnos pueden aprender  otra lengua sin necesidad de contar con un tutor humano. Esta inteligencia artificial es capaz de resolver cualquier duda y ofrecerles materiales didácticos adaptados a sus conocimientos.

Universidad CEU Crdenal Herrera Esta Universidad ha sido una de las pioneras en el uso de la inteligencia artificial. En concreto, ha desarrollado un bot de asistencia que permite al alumnado (y también a los profesores) consultar  cualquier duda de tipo administrativo. Re Refu futa tand ndoo lo di dich choo po porr Pear Pearso sonn & Wa Wats tson on,, Di Dise seña ñado do por por IB IBM, M, Wa Wats tson on es una una de las las inteligencias artificiales con más aplicaciones en numerosos sectores. IBM se alió con Pearson, una empresa dedicada al desarrollo de productos para el aprendizaje digital, para el desarrollo de un  proyecto que ofrece a los estudiantes una experiencia más inmersiva. Y es que Watson es capaz de

 

 procesar el lenguaje natural con un alto grado de exactitud, dando respuesta a cualquier cuestión  planteada por los estudiantes. Este proyecto se ha llegado a utilizar en España, en concreto en algunos colegios de Madrid, con el nombre de “Watson va a clase “. En las últimas décadas la tecnología digital ha tomado una relevancia fundamental en nuestro devenir cotidiano. Dispositivos y artefactos de toda índole asisten y optimizan diversos procesos, tanto en nuestras actividades laborales como en la interacción con nuestros pares, la forma en que disfrutamos nuestro tiempo libre y hasta en cómo atendemos nuestra salud. La educación no escapa a este proceso vertiginoso y consistente de penetración de la tecnología, en particular la inteligencia artificial, en tan variados ámbitos. La inteligencia artificial procura que ordenadores, máquinas y otros artefactos emulen a la inteligencia humana, desarrollando así habilidades de aprendizaje y adaptabilidad que le permitan tomar decisiones autónomas. En este artículo se presentarán las aplicaciones de la inteligencia artificial a la educación, entre las que se destaca la presentación de contenidos, evaluaciones y recomendaciones pedagógicas adaptadas a las necesidades propias de cada estudiante, mejorando así la experiencia en el aula, la calidad general del aprendizaje y la efectividad de los diferentes procesos educativos e institucionales. A su vez se analizarán posibles líneas de investigación a futuro, como son, entre otras, el análisis de redes sociales (SNA) de estudiantes y la generación de contenido de soporte pedagógico.

 

MARCO TEÓRICO-CONCEPTUA TEÓRICO-CONCEPTUAL L La inteligencia artificial llego para innovar y ver como la tecnología se extiende mucho más de un simple computador, ver como en conjunto de unos datos de programación y maquinaria  podemos llegar a crear maquinas maquinas que se asimilan al comportamiento comportamiento de un ser humano humano.. Esta ofrece diferentes campos de estudio que abre infinitas oportunidades oportunidades de aprendizaje además de facilitar facilitar lo loss proce procesos sos de ens enseñan eñanza, za, la (IA) es una rev revoluc olución ión tec tecnoló nológica gica ademá ademáss de una transformación digital que llama a las instituciones educativas a una restructuración de la educación ya que esto especifica la manera en que nos vamos a relacionar en los próximos años, automatizar  los procesos de gestión y mejorar los procesos de enseñanzas son tan solo uno de los cuantos  beneficios que aporta la (IA). Los grandes avances que se han hecho en esta corriente son impresionantes, poder lograr que los algoritmos puedan aprender por sí mismo es algo que unos años atrás solo podríamos imaginarnos como simple ciencia ficción. Sabemos que la tecnología es una fuente de conocimiento ilimitada y que para niños y jóvenes es realmente atractiva y para ellos esta relación su sede de una manera natural (nativos digitales). Así que si podemos mejorar la calidad y los procesos educativos en como manejamos nuestras instituciones a través de todo lo que ofrece la inteligencia artificial y como  puede trasformar nuestro entorno entorno y los grandes ca cambios mbios que puede hacer en la ed educación. ucación. La UNESCO ha desarrollado una serie de documentos donde toca varios puntos de como la (IA) logra desarrollar e ir de la mano con la educación como se logra relacionar Para logra procesos de calidad y como se pueden crear programas de formación dirigido a los  jóvenes además de integrar los aspectos humanos y la tecnología de la inteligencia artificial y así  poder lograr plantear nueva pedagogías en la instituciones educativas, al llevar acabo esta investigación que si la (IA) se puede incluir en la educación, romper con los estereotipos de la monotonía de la enseñanza tradicional y un aprendizaje de mejor calidad, al llevarse a cabo esto, los

 

 principales beneficiados son los niños, niñas, jóvenes y adolescentes que se estén formando en cualquier grado u ámbito de la educación, teniendo en cuenta que la (IA) permite una mejor  interacción en las metodologías de enseñanza en el aula de clases, poniendo en práctica una visión más amplia hacia la educación, está también permite, mejorara la educación, medir el rendimiento de un estudiante de manera simplificada y rápida, muchos temas de investigación. Todo esto se quiere llevar a cabo con el fin de que en las escuelas se practique una buena enseñanza, sean más innovadoras, les den más espacio a las herramientas tecnologías y se formen est estudi udiant antes es pen pensas saste te y ten tengan gan la cap capaci acidad dad de def defend enders ersee en el mun mundo do de las her herram ramien ientas tas tecnológicas y que se implemente muchísimo más la inteligencia artificial en un aula de clase forjando así mejores conocimientos. La (inteligencia artificial) es un término que suena a ciencia ficción, sin embargo, en verdad es algo que ya está presente en esta sociedad 4.0 en varios entornos de la vida. Tienen la posibilidad de hallarr nume halla numerosas rosas definicio definiciones nes de IA (inte (inteligen ligencia cia artif artificial icial), ), emper emperoo gener generalmen almente te se podr podría ía mencionar que es una especialidad en el campo de las ciencias computacionales en la que se estudian conjuntos de directivas capaces de hacer ocupaciones propias de los humanos teniendo  presente 2 propiedades: el saber y el comportamiento. Esto significa que una máquina puede usar  información que obtiene de acontecimientos exteriores para dictaminar cuál es la mejor acción para llegar a la meta final satisfactoriamente. Igualmente podrían considerar los errores realizados para modifi mod ificar car su con conduc ducta ta en suc suceso esoss pos poster terior iores. es. A par partir tir de los tiemp tiempos os de Ari Aristó stótel teles es se ha comentado de IA (inteligencia artificial) aun cuando a partir del entorno de la filosofía y la imaginación. Lo cual a nos atrae es cómo tenemos la posibilidad de ejercer esta tecnología en la enseñanza de los/as niños/as. En este entorno esta tecnología aún no está bastante explotada sin embargo tenemos la posibilidad de descubrir diversos ejemplos de uso:

 

Aprendizaje de una lengua. Se basa en usar la corrección de respuestas para potenciar los errores en las próximas cuestiones de forma que refuerza más las piezas en las que el alumno fracasa. De esta forma el cliente no solo es evaluado por sus aciertos, sino que aprende desde sus propios errores. Bot de ayuda de información de la universidad CEU Cardenal Herrera en Castellón. Se apoya en una IA (inteligencia artificial) para resolver las dudas que los/as usuarios/as logren tener en dentro de horarios, documentación e inscripciones. El Machine Learning además tiene cabida actualmente en la enseñanza en proyectos como Eduband que realiza la Carnegie Mellon University en Pittsburg. En este trabajan con cada una de las cam cambi biant antes es que int interv ervien ienen en en la ens enseña eñanza nza de los los/as /as alu alumno mnoss par paraa log lograr rar ada adapta ptarr los instrumentos educacionales a las necesidades que tenga el alumnado. La enfermedad pandémica por coronavirus ha causado cambios educativos fundamentales entre ellos la migración a ecosistemas virtuales de aprendizaje. Los profesores se han enfrentado a la labor de atender una extensa variedad de necesidades para garantizar la continuidad educativa de los alumnos. La inteligencia artificial podría ser un auxiliar pedagógico perfecto para apresurar la atención a nuestros propios alumnos en todo instante.

 

BIBLIOGRAFÍA

Forero, T. (2021, 12 febrero). Conoce los principales impactos de la inteligencia artificial (IA) en la educación y sus posibilidades futuras . Rock Content - ES.

https://rockcontent.com/es/blog/inteligencia-artificial-en-la-educacion/  La Inteligencia Artificial en la Educación. (2021, 5 marzo). UNESCO.

https://es.unesco.org/themes/tic-educacion/inteligencia-artificial https://www.cepal.org/es/publicaciones/45904-la-educacion-tiempos-la-p. (2020, 13

agosto). Comisión Económica para América Latina y el Caribe. https://www.cepal.org/es/publicaciones/45904-la-educacion-tiempos-la-pandemiacovid-19 Torra, V. T. (2004, julio). La inteligencia artificial . LYCHNOS. http://www.fgcsic.es/lychnos/es_es/articulos/inteligencia_artificial  La inteligencia artificial y sus aplicaciones en medicina I: introducción antecedentes a la  IA y robótica. (2020, 1 diciembre). PubMed Central (PMC).

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8054276/ CASTIBLANCO, D. F., & MONTES, J. F. (2021). Movilidad y aprendizaje: utilización de la inteligencia artificial para la traducción de textos en LSC. Espacios, 42(04), 76–  87. https://doi.org/10.48082/espacios-a21v42n04p07 Gustavo Vivar , Monografias.com. (2021, 7 agosto). Inteligencia Artificial  Monografias.com. Inteligencia Artificial.

 

https://www.monografias.com/trabajos99/sobre-la-inteligencia-artificial/sobre-lainteligencia-artificial.shtml Efficiency, T.-D. (2020, 11 agosto). Inteligencia artificial aplicada a la educación. Tatic Data Efficiency. https://tatic.net/es/blog/inteligencia-artificial-aplicada-a-laeducacion/ I. (2020a, diciembre 17). Inteligencia artificial en la educación. Usos, ventajas y ejemplos. IAT. https://iat.es/tecnologias/inteligencia-artificial/educacion/ 5 usos que ya tiene la Inteligencia Artificial en el aula . (2021, 7 agosto). Inspiratics.

https://inspiratics.org/es/recursos-educativos/5-usos-que-ya-tiene-la-inteligenciaartificial-en-el-aula/ Saavedra, E. (2021, 8 enero). Inteligencia artificial en educación. VermisLAB. https://www.vermislab.com/inteligencia-artificial-educacion/ Forero, T. (2021b, febrero 12). Conoce los principales impactos de la inteligencia artificial  (IA) en la educación y sus posibilidades futuras . Rock Content - ES.

https://rockcontent.com/es/blog/inteligencia-artificial-en-la-educacion/ de la Rosa, E. H. (2021, 16 febrero). ¿Cómo aplicar Inteligencia Artificial en educación?   Observatorio | Instituto para el Futuro de la Educación. https://observatorio.tec.mx/edu-bits-blog/inteligencia-artificial-en-educacion