¿Podría una máquina de enseñar facilitar el aprendizaje?
¿Qué sucedería si una fusión de la informática y la psicología pudiera ayudarnos a entender más sobre cómo aprendemos? ¿Sería posible crear una máquina capaz de planificar lecciones ideales para cada alumno? Parece que esta meta comienza a hacerse realidad gracias al diseño de una máquina de enseñar.
La mayoría de nosotros hemos tenido experiencias en las que hemos luchado para aprender algo nuevo, pero también hemos vivido momentos en los que hemos aprendido algo casi sin esfuerzo. El aprendizaje humano es un proceso complejo.
Si una máquina pudiera ayudarnos a aprender sin esfuerzo, y además adaptando este proceso a nuestras características, quizás seríamos mucho más eficaces y productivos. Gracias a un equipo de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, este sueño está cada vez más cerca.
Diferentes profesores de los departamentos de ciencias de la computación y psicología educativa colaboran con el informático Xiaojin Zhu en su proyecto “la máquina de enseñar”. El objetivo es abrir nuevos caminos en el campo del aprendizaje.
“Mi esperanza es que la máquina de enseñar tenga impacto en el mundo educativo”, dice Zhu. “Nos dará lecciones óptimas personalizados para estudiantes humanos reales”.
Aprendizaje automático
El aprendizaje automático es un subcampo bien establecido de la informática en el que los expertos desarrollan herramientas matemáticas para ayudar a los equipos a aprender de los datos y a detectar patrones. El alumno de la máquina (el equipo) es como un estudiante.
El objetivo de la máquina de enseñar es el desarrollo de modelos que serán de utilidad en el futuro cuando se pretenda tratar grandes conjuntos de datos, a menudo difíciles de manejar.
La máquina de enseñar utiliza matemáticas sofisticadas para permitir a los investigadores modelar estudiantes humanos reales e idear las mejores lecciones posibles para enseñarles. Por ejemplo, la máquina podría identificar el menor número de ejercicios necesarios para un estudiante en particular para que comprenda un concepto.
Si bien este trabajo se encuentra todavía en sus primeras etapas, tiene un inmenso potencial para impactar en la educación. Las aplicaciones de esta máquina podrían ir desde la individualización de los procesos de enseñanza o de evaluación, hasta la ayuda de alumnos con problemas y dificultades de aprendizaje.
La máquina de enseñar: unión de la informática y la psicología
Timothy T. Rogers, profesor de psicología cognitiva en la Universidad de Wisconsin-Madison y uno de los colaboradores de Zhu, explica cómo la informática y la psicología se unen en el proyecto de la máquina de enseñar.
Roger afirma que para que el enfoque de la enseñanza de esta máquina sea viable, se necesita un buen modelo de comportamiento del alumno; es decir, es necesario comprender cómo este cambia debido a la influencia de los diferentes tipos de aprendizaje o experiencias prácticas. Además, el modelo tiene que ser computacional y debe ser capaz de hacer predicciones cuantitativas sobre la conducta del alumno.
“ En última instancia, esperamos que el trabajo puede ser utilizado para ayudar a los maestros a desarrollar planes y programas de estudio que promuevan el aprendizaje en una amplia variedad de campos ” explica Rogers, citando las matemáticas, la ciencia y la lectura como ejemplos de ámbitos de aplicación.
Por otro lado, también insiste en la importancia del esfuerzo para utilizar los modelos cognitivos de aprendizaje que puedan estar influyendo en los problemas del mundo real. Y que además están obligando a los investigadores a realizar nuevos e importantes avances en la comprensión de los procesos de aprendizaje en general.
Sin embargo, dice Zhu que, a pesar de que esta idea es conceptualmente sencilla, resulta muy difícil de aplicar en el mundo real, tratándose de un tema de gran envergadura.
La relación entre informática y psicología
Tanto la psicología como la informática son disciplinas científicas que se enfocan en identificar las características particulares del tratamiento de la información, una en el ser humano y otra en la construcción de una herramienta capaz de emular el funcionamiento del cerebro: el ordenador.
Por otro lado, la psicología se distingue por tener varias áreas o enfoques de estudio, siendo la psicología cognitiva el más cercano a la informática. Se trata del enfoque que se centra conocer cuáles son los procesos a partir de los cuales obtenemos el conocimiento sobre el mundo, tomamos conciencia del entorno y de los resultados que obtenemos.
Además, desde la psicología cognitiva el interés se centra en comprender el funcionamiento y la naturaleza de los sistemas inteligentes, ya sean humanos o artificiales. Por esta razón se propone la analogía entre la mente y el ordenador. No obstante, la similitud entre ambos es bastante obvia. De ahí que los investigadores sobre el tema y sobre todo aquellos centrados en la Inteligencia artificial traten de trasladar las ideas, creencias e hipótesis sobre cómo funciona la mente al ordenador. Al igual, que los psicólogos de esta rama utilizan el modelo del ordenador para realizar sus hipótesis e interpretaciones teóricas.
Como vemos, informática y psicología están íntimamente relacionados con el objetivo de conocer más profundamente los entresijos del funcionamiento de la mente humana. Una relación que sin duda dará que hablar y que puede aportarnos mucho tanto para el avance tecnológico como personal y social.