Un estudio de Johns Hopkins revela las fortalezas y desventajas de incorporar chatbots en las aulas de escuelas secundarias y preparatorias como «co-tutores»
A medida que los estudiantes se adaptan al nuevo año escolar, una pregunta se cierne sobre sus cabezas: ¿Cómo afectarán las herramientas de inteligencia artificial como ChatGPT su aprendizaje? En busca de respuestas, un equipo de Johns Hopkins introdujo recientemente un chatbot en un aula de estudiantes de secundaria y preparatoria para que actuara como cotutor y estudiara su impacto.
El estudio piloto incluyó a 22 estudiantes inscritos en el curso en línea «Diagnóstico: Sé el Doctor» del Centro Johns Hopkins para Jóvenes Talentosos . Se realizaron dos aulas virtuales; ambas impartidas por el mismo instructor y organizadas de forma similar, con una diferencia clave: los estudiantes de una de ellas tenían acceso a un amplio modelo de lenguaje diseñado como un coach, que formulaba preguntas de estilo socrático mientras trabajaban en casos prácticos médicos.»Queríamos utilizarlo como una forma potencial de complementar la labor del profesor en el aula, para que fuera otra oportunidad para que los alumnos aprendieran».Kathryn ThompsonDirector de investigación, CTY
El equipo de investigación estaba interesado en las ventajas potenciales que el chatbot ofrecía a los estudiantes y profesores, dijo Kathryn Thompson, directora de investigación de CTY y autora principal del estudio.
«Nos inspiramos en muchas de las innovaciones en inteligencia artificial generativa, como los chatbots que pueden interactuar con los estudiantes», dijo Thompson. «A menudo, otros investigadores o autores hablan sobre las posibles ventajas que ofrecen los chatbots, como la retroalimentación personalizada a pedido para los estudiantes, y cómo reducen la carga de trabajo de los docentes, permitiéndoles dedicar menos tiempo a tareas como calificar o crear planes de clase individualizados. Queríamos usarlo como una posible forma de complementar la labor del docente en el aula, para que los estudiantes pudieran aprender con un tutor o como una técnica de aprendizaje práctico. Quizás, de alguna manera, haría la clase más interactiva».
Sus hallazgos, publicados recientemente en el Journal of Advanced Academics , destacaron que el uso exitoso de la IA en las aulas depende de un diseño cuidadoso, una guía docente estructurada y expectativas claras para los estudiantes.
Los coautores del estudio incluyeron a Kimberley Chandler y Emily Delinski, del Centro para Jóvenes Talentosos; y los científicos informáticos de la Escuela de Ingeniería Whiting de Johns Hopkins, Daniel Khashabi , Candice Morgan y Benjamin Van Durme .
El equipo no encontró diferencias significativas en las puntuaciones de la evaluación final entre los dos grupos de estudiantes. También observaron que muchos estudiantes usaron el chatbot de maneras inesperadas, solicitándole información en lugar de participar en el asesoramiento mutuo que su diseño pretendía facilitar. Los resultados del estudio resaltan la importancia de enseñar a los estudiantes a usar las herramientas de IA de forma eficaz, lo que sugiere que la alfabetización en IA será esencial para que la IA generativa tenga un impacto significativo en la educación.
El proyecto fue concebido en 2023, cuando el uso público de la IA estaba empezando a aumentar.
«Pudimos observar la industrialización de la tecnología y estábamos ansiosos por ver cómo impactaría la educación», dijo Khashabi, coautor del estudio y profesor adjunto del Departamento de Informática de la JHU . «Conectamos con CTY porque son pioneros en la educación primaria y secundaria y en el uso de la tecnología en las aulas. En realidad, la idea era: ¿por qué no hacer lo más sencillo, que es tomar un chatbot, dotarlo de medidas de seguridad, ofrecérselo a los estudiantes y ver cómo lo usan? Ni siquiera sabíamos si lo iban a usar o no».
El equipo diseñó el estudio en torno al curso en línea Diagnóstico: Sea el Doctor de CTY porque sus objetivos de aprendizaje podrían asociarse con habilidades de pensamiento crítico de orden superior, en lugar de la capacidad de los estudiantes para recordar hechos, dijo Thompson.»La idea era: ¿por qué no hacemos lo más sencillo, que es tomar un chatbot, darle algunas medidas de seguridad, ofrecérselo a los estudiantes y ver cómo deciden usarlo?»Daniel KhashabiProfesor asistente, Whiting School
Los estudiantes aprendieron diversos conceptos de anatomía y fisiología durante el curso, que aplicaron al revisar casos prácticos y elaborar diagnósticos. Se les indicó que podían usar el chatbot —integrado directamente en la plataforma de aprendizaje en línea del curso mediante un complemento— para recibir asistencia durante el curso.
El chatbot se diseñó para proporcionar retroalimentación a pedido, basada en consultas, a medida que los estudiantes enviaban sus diagnósticos. Por ejemplo, cuando un estudiante deducía que un paciente tenía leucemia, el chatbot, «Dr. Smith», lo instaba a examinar con más detenimiento un frotis de sangre, a considerar el recuento de plaquetas y a inspeccionar la apariencia de los glóbulos blancos en su evaluación.
Algunos estudiantes usaron el chatbot según lo previsto, interactuando con él en una conversación interactiva sobre la evaluación de su paciente y las razones por las que llegaron a un diagnóstico específico. Otros le pidieron información general, por ejemplo, «¿Cuáles son los síntomas de la policitemia?». En ocasiones, simplemente le preguntaron la respuesta correcta. El chatbot fue diseñado para redirigir esas solicitudes, animando a los estudiantes a revisar el material del curso y considerar diagnósticos alternativos.
Si bien el chatbot tuvo que ser perfeccionado a lo largo del camino para resolver algunos problemas en sus interacciones previstas con los estudiantes, los investigadores descubrieron que los humanos también necesitaban una guía más directa sobre cómo interactuar con la IA para obtener mejores resultados de aprendizaje.
La capacitación adicional del instructor puede ser clave para guiar a los estudiantes en el uso de un chatbot. Según el informe, el desarrollo profesional estructurado y práctico puede ser más efectivo que la capacitación en IA a su propio ritmo que se le brindó al docente en este estudio.
«Los estudiantes también necesitan capacitación sobre cómo interactuar eficazmente con chatbots de modelos de lenguaje grandes si queremos mejorar su aprendizaje», afirmó Thompson. «Enseñarles los fundamentos de la inteligencia artificial, como qué son los modelos de lenguaje grandes y sus ventajas y desventajas, es importante, pero creemos que podríamos ver mejoras si les mostramos maneras útiles de interactuar con el chatbot, cómo evaluar críticamente sus respuestas y cómo puede convertirlos en estudiantes más reflexivos».
Universidad Johns Hopkins News. K. B. Traducido al español
