Tutoría basada en IA para matemáticas de secundaria, preparatoria y universidad
La Universidad Estatal de Arizona ha creado un apoyo matemático nuevo y único para estudiantes de preálgebra de escuela intermedia a través del cálculo universitario para abordar la crisis de analfabetismo matemático.
El nuevo plan de estudios de Matemáticas e Informática, o plan de estudios MACS, es una combinación de tecnología, apoyo docente y contenido. Los estudiantes siguen cursos adaptativos habilitados por IA y herramientas de diagnóstico que crean lecciones personalizadas, todas ellas destinadas a generar confianza y reducir la ansiedad matemática.
También es importante que la intervención cree un panel de datos para cada estudiante y para toda la clase para que el profesor pueda ajustar las lecciones si es necesario.
El plan de estudios MACS, creado por ASU Prep, completó un programa piloto de álgebra para octavo grado y ahora se utiliza en varias escuelas intermedias. Este mes comenzará un piloto de un modelo de educación superior con contenido creado por profesores con ASU Online para cálculo empresarial y cálculo para ingenieros.
Con varios módulos, la intervención está diseñada para usarse de diferentes maneras. sincrónicamente en línea, como Zoom; asíncrono en línea, como en ASU Online; y entornos híbridos.
Un nuevo tipo de sistema de apoyo es importante porque el bajo dominio de las matemáticas sigue siendo una barrera para la graduación de la escuela secundaria, la perseverancia en la universidad y el acceso a carreras STEM que son vitales para la seguridad nacional y el crecimiento económico. Las brechas de habilidades son aún mayores para los grupos subrepresentados.
El enfoque consiste en apoyar a los estudiantes en tiempo real mientras aprenden haciendo, según Bethany Weigel, directora de innovación de EdPlus de ASU, quien dirige el equipo que creó la intervención.
«El presidente Crowe nos desafió a acabar con el analfabetismo matemático a gran escala», dijo Weigle, ex profesor y mentor de matemáticas y ciencias de la escuela secundaria.
“Reunimos a los mejores diferenciadores en tecnología, involucramos a nuestros expertos en la materia de ASU Prep, nos asociamos con la Facultad de Ciencias Matemáticas y Estadística y la Facultad de Artes Liberales y Ciencias, y creamos un continuo de matemáticas para repensar cómo enseñamos matemáticas desde el octavo grado. a través del cálculo. «.
El aprendizaje individual de los estudiantes es óptimo, pero imposible, afirmó.
«No hay suficientes maestros ni suficiente dinero para permitir una proporción de uno a uno, por lo que estamos utilizando la tecnología para ayudar a los maestros a apoyar a los alumnos», dijo.
Un «tutor inteligente» personalizado, llamado Digit, guía a los alumnos proporcionando al profesor datos ricos y detallados sobre el progreso de los estudiantes.
Digit proporciona pistas y guía al estudiante a través de cada problema o concepto. Puede corregir imprecisiones matemáticas cuando el alumno resuelve un problema y luego brinda retroalimentación, todo de una manera interactiva y atractiva.
«Ya se acabó», dijo Weigle. «Es bueno ver el progreso».
Digit se puede utilizar para preparar a los estudiantes para las pruebas estandarizadas sin perder tiempo revisando el contenido de años anteriores.
“El año pasado nos enteramos de que varios profesores de octavo grado estaban enseñando conceptos de séptimo grado porque los estudiantes estaban muy atrasados. Esto perpetúa el problema», afirmó.
«La tutoría ayuda a compensar las pérdidas de aprendizaje y, al mismo tiempo, mantiene a los alumnos al tanto del material del aula».
Hacer estudiantes maestros
Si bien la tecnología es la misma para los estudiantes universitarios, el sistema de apoyo es diferente para un modelo de educación superior llamado MathSpine.
«El enfoque en la educación superior es muy diferente porque estamos tratando de desarrollar estudiantes expertos autorregulados, por lo que quitamos las ruedas de entrenamiento y, en lugar de revisiones y comentarios, damos conferencias que explican por qué alguien debería aprender cálculo. Dijo Weigle.
Después de trabajar en un problema, los estudiantes universitarios obtienen comentarios y comentarios inmediatos a través de videos creados por profesores.
“Los estudiantes necesitan retroalimentación inmediata que sea de apoyo, alentadora y no punitiva. «Los estudiantes no deberían tener que esperar una semana para ver si se equivocaron en una respuesta», dijo.
Después de una prueba piloto con estudiantes de ASU Online, el plan es utilizar MathSpine para ocho cursos básicos de matemáticas necesarios para una variedad de carreras de STEM y negocios en ASU.
Mayor confianza
Este otoño, Digit será utilizado por alrededor de 1,000 estudiantes de secundaria en Arizona, y EdPlus busca asociarse con escuelas adicionales, dijo Megan Grotman, directora de innovación matemática de ASU Prep.
Grothman dijo que no siempre es fácil convencer a los profesores de K-12 para que compren más tecnología, aunque la aceptarán si les proporciona un beneficio claro.
«La sobrecarga de herramientas tecnológicas es algo real en el aula», afirmó.
«Pero estamos mostrando el valor de brindar recuperación y apoyo instantáneos a los estudiantes en el proceso de resolución de problemas, no al final, sino mientras lo hacen».
Grothman, que ha estado desarrollando el proyecto durante más de un año, dijo que Digit se puede utilizar durante los programas puente de verano o después de la escuela.
«Una de las cosas más importantes que escuchamos es que los niños quieren venir después de la escuela y los padres quieren hacerlo, pero no tienen un maestro de matemáticas», dijo.
«Solo debe haber un adulto que apoye en el salón con Digit y el maestro de ASU Prep Digital, que no tiene que ser un maestro de matemáticas».
Otra realidad es que muchos niños no tienen tiempo para recibir tutoría después de la escuela, dijo Grothman.
«Necesitamos concentrarnos en ayudar a los niños a tener éxito a lo largo del día, apoyar a los maestros con instrucción de primer nivel y motivar a los estudiantes para que mejoren en la resolución de problemas», dijo.
«Esto es más que la preparación para una prueba; les ayuda a sentirse seguros de sus habilidades y de estar preparados para el álgebra”.
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