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Los nuevos tutores de IA podrían transformar por completo el aprendizaje de los estudiantes

La profesora de Matemáticas Jaclyn Major ayuda a los estudiantes durante una clase en la escuela Khan Lab en Palo Alto, California, el 22 de mayo de 2023. (Ulises Ortega/The New York Times)
La profesora de Matemáticas Jaclyn Major ayuda a los estudiantes durante una clase en la escuela Khan Lab en Palo Alto, California, el 22 de mayo de 2023. (Ulises Ortega/The New York Times)

PALO ALTO, California — Una decena de estudiantes se reunían en las mesas comunes de clase una mañana de esta primavera, con la mirada fija en las lecciones de Matemáticas de sus computadoras portátiles.

Los alumnos de sexto año de Khan Lab School, una escuela independiente con un campus de primaria en Palo Alto, California, trabajaban con ecuaciones cuadráticas, funciones gráficas y diagramas de Venn. Pero cuando les surgían dudas, muchos no pedían ayuda de inmediato a su profesor.

Utilizaban un cuadro de texto junto a sus lecciones para pedir ayuda a Khanmigo, un chatbot tutor experimental para escuelas con inteligencia artificial.

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El robot tutor respondió con rapidez a una alumna, Zaya, pidiéndole que identificara puntos de datos concretos en un gráfico. A continuación, Khanmigo la convenció de que usara los datos para resolver su pregunta de Matemáticas.

“Es muy bueno guiándote paso a paso por el problema”, aseguró Zaya. “Luego te felicita cada vez que te ayuda a resolver un problema”.

Los alumnos de Khan Lab School son de los primeros estudiantes de Estados Unidos en probar chatbots conversacionales experimentales que pretenden simular la guía de un maestro que explique las dudas. Las herramientas pueden responder a los alumnos con frases claras y fluidas, y se han diseñado en específico para usarse en las aulas.

Los estudiantes levantan la mano durante una clase de Matemáticas en Khan Lab School en Palo Alto, California, 22 de mayo de 2023. (Ulises Ortega/The New York Times)
Los estudiantes levantan la mano durante una clase de Matemáticas en Khan Lab School en Palo Alto, California, 22 de mayo de 2023. (Ulises Ortega/The New York Times)

Basados en los modelos de IA que subyacen en chatbots como ChatGPT, estas ayudas automáticas al estudio podrían suponer un cambio profundo en la enseñanza y el aprendizaje en las aulas. Los tutores simulados podrían facilitar a muchos estudiantes autodidactas perfeccionar sus habilidades, profundizar en temas que les interesan o abordar nuevas asignaturas a su propio ritmo.

Estos sistemas automatizados de tutoría, que aún no se han puesto a prueba, también podrían cometer errores, fomentar las trampas, debilitar el papel de los profesores o dificultar el pensamiento crítico en las escuelas, convirtiendo a los estudiantes en sujetos de prueba de lo que podría considerarse un experimento de educación por algoritmos. O, como sucedió con una legión de prometedoras herramientas tecnológicas antes que ellos, los robots pueden simplemente hacer poco para mejorar los resultados académicos.

Khanmigo es una de las nuevas herramientas de aprendizaje basadas en IA. Fue desarrollado por Khan Academy, un gigante de la educación sin ánimo de lucro cuyos tutoriales en video y problemas prácticos han sido utilizados por decenas de millones de estudiantes.

Sal Khan, fundador de Khan Academy —y de Khan Lab School, otra organización sin fines de lucro— afirmó que esperaba que el chatbot democratizara el acceso de los estudiantes a tutorías individualizadas. También dijo que podría ayudar mucho a los profesores en tareas como la planificación de las clases, liberándolos para pasar más tiempo con sus alumnos.

“Permitirá a todos los estudiantes de Estados Unidos, y con el tiempo del planeta, a tener su propio tutor de primera clase”, explicó Khan.

Cientos de colegios públicos ya utilizan las lecciones en línea de Khan Academy para Matemáticas y otras asignaturas. Ahora, la organización sin fines de lucro, que presentó Khanmigo este año, está probando el robot de tutoría con distritos, incluyendo las escuelas públicas de Newark, en Nueva Jersey.

Según Khan, Khan Academy ha desarrollado el robot con medidas de protección para las escuelas. Entre ellas figura un sistema de supervisión diseñado para alertar a los profesores si los alumnos que utilizan Khanmigo parecen obsesionados con temas como la autolesión. Khan comentó que su grupo estaba estudiando la eficacia de Khanmigo y planeaba ponerlo de manera amplia a disposición de los distritos este otoño.

Miles de centros escolares estadounidenses ya usan herramientas analíticas de IA, como sistemas de detección de plagio y aplicaciones de aprendizaje adaptativo diseñadas para ajustar automáticamente las lecciones a los niveles de lectura de los alumnos. Pero sus defensores consideran que los nuevos sistemas de tutoría asistida por IA cambiarán las reglas del juego de la educación, ya que actúan más como colaboradores de los alumnos que como piezas inertes de software.

La facilidad de la IA con el lenguaje ha llevado a algunos entusiastas a afirmar que los tutores simulados pronto podrían responder a los alumnos de forma tan individualizada como los tutores humanos.

“Las IA llegarán a esa capacidad, ser tan buenos tutores como cualquier humano”, dijo Bill Gates, cofundador de Microsoft y filántropo, en una reciente conferencia para inversores en tecnología educativa. (Khan Academy ha recibido más de 10 millones de dólares en subvenciones de la Fundación Bill y Melinda Gates).

Aún no se sabe si los robots con capaces de proporcionar el tipo de apoyo empático y estímulo genuino que puede hacer especialmente eficaces a los tutores humanos.

Khan Academy empezó a desarrollar un software de tutoría mediante chatbot el otoño pasado con el objetivo de evaluar el potencial de la IA para mejorar el aprendizaje. El sistema utiliza GPT-4, un gran modelo lingüístico creado por OpenAI, el laboratorio de investigación que está detrás de ChatGPT.

Khan dijo que quería crear un sistema que ayudara a guiar a los estudiantes, en lugar de limitarse a darles respuestas. Así que los desarrolladores de Khan Academy diseñaron Khanmigo para que utilizara el método socrático. A menudo pide a los estudiantes que expliquen su forma de pensar para animarlos a resolver sus propias preguntas.

Khanmigo ofrece ayuda en una amplia variedad de materias: Matemáticas de primaria, Historia de Estados Unidos de secundaria, Educación Cívica de bachillerato y Química Orgánica de nivel universitario. También tiene funciones que invitan a los alumnos a chatear con personajes de ficción como Winnie-the-Pooh o figuras históricas simuladas como Marie Curie.

Los sistemas de IA basados en grandes modelos lingüísticos también pueden inventar información falsa. Esto se debe a que los modelos están diseñados para predecir la siguiente palabra de una secuencia. No se ciñen a los hechos.

Para mejorar la precisión de Khanmigo en matemáticas, los desarrolladores de Khan Academy crearon un proceso de varios pasos: el sistema elabora la respuesta a un problema matemático entre bastidores y luego la coteja con la respuesta del alumno. Aun así, el sistema de tutoría de Khan Academy muestra una advertencia en la parte inferior de la pantalla: “Khanmigo a veces comete errores”.

Khan Lab School, donde la matrícula anual cuesta más de 30.000 dólares, ofrece un banco de pruebas ideal para los robots de tutoría. La escuela de Silicon Valley tiene clases pequeñas y una filosofía empresarial que anima a los niños a ir tras sus pasiones y aprender a su propio ritmo. Sus alumnos, expertos en tecnología, están acostumbrados a jugar con herramientas digitales.

Una mañana de esta primavera, Jaclyn Major, especialista en STEM de la escuela primaria de Khan, observó cómo sus alumnos ponían a prueba los límites del robot.

Un alumno pidió a Khanmigo que le explicara un problema matemático con letras de canciones. Otro le pidió ayuda matemática en “jerga de la generación Z”.

“¿Me harías un favor más y me lo explicarías todo en coreano?”, pidió un tercero en una conversación de texto con el chatbot.

Khanmigo obedeció. Luego, el chatbot animó a cada estudiante a volver a la tarea de Matemáticas.

Major dijo que apreciaba cómo el sistema interactuaba con sus alumnos de forma atractiva.

“Khanmigo es capaz de conectar con ellos y ponerse a su nivel si así lo desean”, agregó. “Creo que puede ser útil en cualquier aula”.

c.2023 The New York Times Company