Cuando los profesores de matemáticas de secundaria completaron un programa de desarrollo profesional en línea que utiliza inteligencia artificial para mejorar sus conocimientos matemáticos y sus habilidades de enseñanza, el rendimiento matemático de sus estudiantes mejoró.
Mis colegas y yo desarrollamos este programa de desarrollo profesional en línea basado en un facilitador virtual que, entre otras cosas, puede presentar problemas al docente sobre la enseñanza de matemáticas y brindar retroalimentación sobre las respuestas del docente. Nuestro objetivo era desarrollar los conocimientos y las habilidades que los profesores necesitan para enseñar matemáticas de forma eficaz. Estos incluyen comprender por qué se enseñan reglas y procedimientos matemáticos en la escuela. El programa también se centra en las dificultades comunes de los estudiantes al aprender un concepto matemático en particular y en cómo utilizar herramientas y estrategias de instrucción para ayudarlos a superar esas dificultades.
Luego llevamos a cabo un experimento en el que 53 profesores de matemáticas de secundaria fueron asignados aleatoriamente a este desarrollo profesional basado en IA o a ninguna capacitación adicional. Los profesores dedicaron un promedio de 11 horas a completar el programa. Luego les dimos a 1.727 de sus estudiantes una prueba de matemáticas. Si bien los estudiantes de estos dos grupos de maestros comenzaron sin diferencias en su desempeño en matemáticas, los estudiantes enseñados por maestros que completaron el programa aumentaron su desempeño en matemáticas en 0,18 de desviación estándar, en promedio. Esta es una ganancia estadísticamente significativa igual a la diferencia en el rendimiento promedio en matemáticas entre los estudiantes de sexto y séptimo grado en el estudio. Nuestro proyecto fue financiado por el Instituto de Ciencias de la Educación, el brazo de investigación del Departamento de Educación de EE. UU.
¿Por qué es importante?
Este estudio demuestra el potencial del uso de tecnologías de inteligencia artificial para crear un desarrollo profesional eficaz y ampliamente accesible para los docentes. Esto es importante porque los docentes a menudo tienen acceso limitado a programas de desarrollo profesional de alta calidad para mejorar sus conocimientos y habilidades docentes. Los conflictos de tiempo o vivir en zonas rurales alejadas de los programas de desarrollo profesional individuales pueden impedir que los docentes obtengan el apoyo que necesitan. Además, se ha demostrado que muchos programas individuales de desarrollo profesional para profesores mejoran el conocimiento y la práctica docente de los participantes, pero tienen poco efecto en el rendimiento de los estudiantes. Los programas de desarrollo profesional eficaces incluyen oportunidades para que los profesores resuelvan problemas, analicen el trabajo de los estudiantes y observen las prácticas docentes.
Los profesores también reciben apoyo en tiempo real de los administradores de programas. Esto suele ser un desafío para las aplicaciones en línea asincrónicas. Nuestro programa aborda las limitaciones de los programas asincrónicos al tener un facilitador virtual asistido por IA que actúa como instructor humano. Ofrece a los profesores actividades de aprendizaje reales en las que trabajar, preguntas para evaluar su comprensión y proporciona retroalimentación y orientación en tiempo real.
¿Que sigue?
Los avances en las tecnologías de inteligencia artificial permitirán a los investigadores desarrollar entornos de aprendizaje más interactivos y personalizados para los docentes. Por ejemplo, los sistemas de procesamiento del lenguaje utilizados en programas de inteligencia artificial generativa como ChatGPT pueden mejorar la capacidad de estos programas para analizar con mayor precisión las respuestas de los docentes y brindar oportunidades de aprendizaje más personalizadas. Además, las tecnologías de inteligencia artificial se pueden utilizar para desarrollar nuevos materiales de aprendizaje para que programas como el nuestro puedan desarrollarse más rápido.
Más importante aún, los programas de desarrollo profesional basados en IA pueden recopilar datos de interacción ricos y en tiempo real. Estos datos permiten examinar cómo se logra el aprendizaje a partir del desarrollo profesional y, por tanto, cómo se pueden hacer más eficaces los programas. Aunque cada año se gastan miles de millones de dólares en el desarrollo profesional de los docentes, las investigaciones muestran que todavía no se comprende bien cómo aprenden los docentes a través del desarrollo profesional.
(El autor es profesor asociado de formación docente en la Universidad del Sur de California)
