"La Inteligencia Artificial puede identificar las dificultades de un alumno desde principio de curso"

¿Se imaginan una clase en la que los alumnos, en vez de estudiar cada semana lo que dicta un determinado currículum, imaginen algo que les gustaría crear, una meta que lograr y se lancen a realizarla? Omar Olmos López nos da su opinión.

Es lo que hacen en el Instituto Tecnológico de Monterrey (México), en el que las clases funcionan por retos semanales y mensuales. “Un reto semanal puede ser programar un dron para un servicio de paquetería y un reto mensual diseñar un automóvil autónomo como medio de transporte en México”, explica el doctor Omar Olmos López, profesor en el Tecnológico de Monterrey, reconocido con varios premios a la innovación educativa y cuyas investigaciones se enfocan en nuevos modelos de evaluación, aprendizaje adaptativo e inteligencia artificial.

El profesor López nos habla en esta entrevista de inspiración, de aburrimiento, de meritocracia asiática y de algunos de los recientes avances de su centro como utilizar la Inteligencia Artificial para identificar las dificultades que tendrá un alumno desde el primer día de clase.

Lleva dos décadas dedicado a la investigación de la innovación educativa, para usted, ¿cómo es la clase ideal?

He tenido la oportunidad de ser docente durante cerca de 20 años en el Tec de Monterrey y en este tiempo, he notado que las cosas ahora ocurren en franjas de tiempo cada vez más cortas, ya sean las conductas, la facilidad para el manejo de la comunicación, la interrelación entre compañeros o el uso de la tecnología. Franjas de 10 años se han reducido a cinco años, o quizás a dos o tres y eso nos empuja que a hacer ajustes. Por eso, considero que una clase ideal es aquella en la que como docentes realizamos actividades de aprendizaje, inmersión al conocimiento y sobre todo, damos oportunidad al buen uso de la tecnología educativa en contextos reales y aplicados que se basan en las características y necesidades de nuestros alumnos. En esa clase ideal, el aprendizaje activo y centrado en el estudiante juega un rol muy importante.

Hábleme del Modelo Tec21, ¿cómo funciona?

El aprendizaje se gesta a través de una necesidad o problemática que los alumnos deben adoptar y a partir de ahí, se motiva el aprendizaje

El Tec de Monterrey se ha caracterizado por impulsar, a lo largo del tiempo, estrategias innovadoras que impacten positivamente en el aprendizaje de nuestros estudiantes.  El modelo TEC 21 surgió en 2012 de la necesidad de atender de forma congruente y eficiente a las nuevas generaciones de estudiantes que recibíamos en las aulas. Actualmente, todos los profesores –tanto a tiempo completo como parcial— que integramos la plantilla (unos 8.000) empleamos esta visión. Consiste en realizar actividades de aprendizaje, retos, proyectos aplicados y actividades centradas en el estudiante, promoviendo, a través del aprendizaje activo, un acercamiento al conocimiento, al desarrollo de habilidades y competencias en nuestros estudiantes. Estas actividades tienen varios elementos importantes, y uno de ellos es que se apoyan fuertemente en elementos tecnológicos. Suelen ser actividades vivenciales.

Sus estudiantes trabajan por retos en vez de por asignaturas. Explíqueme cómo funciona.

Sí, en nuestra institución estamos evolucionando hacia un modelo de enseñanza basado en retos. De manera que el aprendizaje se gesta a través de una necesidad o problemática que los alumnos deben adoptar y a partir de ahí, se motiva el aprendizaje.  Actualmente, contamos con dos estrategias, que hemos denominado: “Semana i” y “Semestre i”. Consisten en que nuestros alumnos pueden seleccionar retos que están interesados en resolver durante estos espacios de aprendizaje. Por ejemplo, retos de Semena i pueden ser: programar drones para servicios de paquetería o usar Inteligencia Artificial en tiendas de autoservicio y en su versión semestral: diseñar un automóvil autónomo como medio de transporte en la ciudad de México. Una vez que nuestros estudiantes adoptan un reto, se pasa al desarrollo de una inmersión en la problemática y al análisis de campo de la situación a resolver. Esto permite identificar las necesidades de aprendizaje y competencias que se deben fortalecer para su solución. En esquemas de trabajo paralelo, durante la semana o semestre, nuestros alumnos reciben instrucción sobre las temáticas que apoyarán a la resolución de los retos, y al mismo tiempo, desarrollan la construcción de la solución del reto.

¿Cómo aprenden los alumnos mientras trabajan en sus retos?

Es importante mencionar que, al final, es un proceso formativo, y al acabar el proceso, lo más relevante es el que el alumno vaya construyendo un marco conceptual y desarrolle conductas como la resiliencia, tenacidad, trabajo colaborativo, uso de la tecnología, comunicación eficiente, pensamiento crítico y resolución de problemas. Las soluciones de los retos son diferentes, y se valora la pertinencia de cada solución de acuerdo a la visión y capacidad de desarrollo de los grupos de trabajo empleando diferentes opciones tecnológicas o conocimientos especializados. En este tipo de estrategias es importante contar con un aliado o socio formador, que permita el acercamiento de nuestros estudiantes a la problemática. Puede ser una empresa como BMW, Nestle, Novartis, Cuprum, Volkswagen, Bayer o comunidades, ONG  o entidades gubernamentales.

¿Cree que el trabajo por retos sería aplicable a cualquier escuela de México o del mundo?

Creo que este modelo puede ser aplicado en cualquier contexto o nivel, básicamente requiere de tres aspectos: una administración académica que busque el desarrollo de habilidades, competencias y conductas de una manera innovadora y que las apoye, su apoyo es vital; un profesorado que desarrolle habilidades de enseñanza en contextos aplicados y que pueda entender su rol como mentor, facilitador e inclusivo y contar con socios formadores que permitan vincular las problemáticas del aula a contextos reales.

Ha escrito un libro sobre Introducción a la Física a través de contextos y aprendizaje activo, ¿por qué cree que las Matemáticas resultan a menudo aburridas a los estudiantes?

Me aburre lo que no me permite descubrir algo nuevo o valorar la belleza o complejidad de alguna actividad; lo repetitivo o lineal que no ofrezca un reto

He tenido la oportunidad de apoyar diferentes publicaciones que buscan una mejora de la enseñanza de la Física a los estudiantes. Una de las situaciones que noto es que las ciencias suelen enseñarse de forma abstracta y sin conexión con lo que pasa en nuestro día a día. El libro de “Introducción a la física a través de contexto y aprendizaje activo” pretende llevar al estudiante a “sentir y observar” los conceptos. El libro hace uso de diferentes herramientas tecnológicas, como simuladores, situaciones vivenciales para ser analizadas con video-análisis, miniproyectos con materiales de fácil adquisición, todas ellas encapsuladas en secuencias didácticas.

A usted, ¿qué le aburre?

Si reflexiono en ello, diría que me aburre lo que no me permite descubrir algo nuevo o valorar la belleza o complejidad de alguna actividad; lo repetitivo o lineal que no ofrezca un reto. Un concierto de música clásica puede parecerle lento a algunas personas, pero si aprendemos sobre los detalles, la contribución de cada instrumento, el rol del director, nos impresionaríamos de la complejidad de que un grupo de 50 o 60 músicos parezca ser uno solo.

Han trabajado durante cinco años en un modelo matemático apoyado en Inteligencia Artificial que permite identificar a principio de curso cómo lo hará un alumno...

Se trata del proyecto de “Modelos de predicción de desempeño académico en alumnos de ciencias”, con los profesores: Miguel Ángel Hernández, Eréndira Avilés y Gabriel Cervantes. Surge al comprobar las diferencias sustanciales entre nuestros estudiantes que llegan a Primero de Universidad de diversos contextos del Bachillerato. El problema es que estas necesidades no son detectables hasta que se tienen elementos de evaluación formales, y en muchos casos, suelen ser causa de baja académica. Por ello, la necesidad de identificar con mayor anticipación un pronóstico de éxito que, desde el primer día, nos permita dirigir acciones de mejora, atención del profesor y una ruta de aprendizaje óptima. Con el estudio que realizamos, descubrimos que el proceso de aprendizaje tiene una carga conductual importante y por ello es posible realizar un pronóstico eficiente del desempeño. Esto fue posible concluirlo gracias al uso de “Inteligencia Artificial” en la detección de perfiles de desempeño de un grupo de estudiantes, en donde a través de la información académica (calificaciones de tareas, exámenes, proyectos) e información no estructurada (alimentación en el día, calidad de sueño, hidratación, control de estrés, ritmo cardiaco, desarrollo cognitivo) identificamos perfiles con diferente desempeño y los agrupamos en clústers que nos permitan identificar poblaciones con características comunes. Una vez que contábamos con un modelo matemático que nos indicaba el rendimiento de los alumnos, se tuvo una gran idea, ¿podrá este modelo ser aplicado en alumnos nuevos de los que no tengamos información académica? Lo aplicamos el modelo entre los alumnos de nuevo ingreso y se logró predecir el desempeño durante y a final del curso con un r2 de 0.85-0.98. Actualmente, con apoyo de la Dirección de Innovación del Tec de Monterrey, buscamos realizar un estudio a mayor escala, con cerca de 6.000 estudiantes. Estamos entusiasmados y esperamos que sea una herramienta valiosa.

¿Cómo cree que la Inteligencia Artificial cambiará la enseñanza del futuro próximo?

Estamos introduciendo el uso de la Inteligencia Artificial en diversos sectores de nuestra sociedad y nuestro entorno económico. En el caso de la enseñanza ha sido un acercamiento muy lento y con aplicaciones sobre todo en sistemas LMS, que tienen un énfasis de aprendizaje adaptativo para la instrucción automatizada y dirigida. Considero que en los próximos años, tendremos aplicaciones que apoyarán mucho a los docentes en la enseñanza. Se vislumbran aplicaciones como: rutas de aprendizaje óptimas,  geolocalización y servicios académicos, planeación y gestión académica en planteles educativos, entre otras. El futuro ofrece una gran  gama de posibilidades para esta área.

Como científico, ¿qué peligros cree que presenta?

El uso de la inteligencia artificial, como muchos avances tecnológicos, puede ser utilizado de forma incorrecta si se maneja con un interés particular y sin buscar el beneficio para el cuál fue diseñado. Fue el caso del descubrimiento de la TNT por Alfred Nobel que inicialmente fue planteada como un explosivo para los mineros y fue utilizado como arma de Guerra. Estamos en la Era de la seguridad y los datos si no son utilizados de forma adecuada o por las personas correctas, pueden representar un riesgo importante. Por ello debemos estar siempre comprometidos con una línea ética muy fuerte y de ser posible, formar un comité de ética que permita analizar los alcances de las acciones que se realizarán por las herramientas utilizadas.

Su Universidad tienen un convenio con la Universidad de Singapur, ¿en qué consiste?

Parte de las alianzas que tiene el Tec de Monterrey con diversas universidades del Mundo, comom MIT, Harvard, Oxford,  ASU y ahora la Nanyang TU colaboraciones académicas y de investigación. La universidad tecnológica de Nanyang esta siendo un referente en temáticas de ingeniería y nano-tecnología en Asia y en el último año, grupos de nuestras institución, sobre todo del área de Nano-tecnología, están realizando visitas y proyectos conjuntos.

En la mayoría de evaluaciones internacionales, los países asiáticos como Singapur o Corea del Sur encabezan todos los rankings, ¿cuál cree que es el secreto del éxito de estos países?

Mi percepción sobre este gran avance en el rendimiento que han tenido los sistemas educativos en Asia (Corea, Singapur, China y Japón), se basa en varios aspectos: la ampliación del PIB a la educación; la concepción de un modelo de desarrollo basado en la meritocracia, algo que en mucho de nuestros países se ve afectado por corrupción y manejo de intereses particulares y finalmente, una estrategia de aseguramiento de la calidad académica que garantiza que hasta el alumno con menores capacidades pueda desarrollar lo objetivos académicos.

Ha sido reconocido con varios premios de Innovación Educativa. ¿De qué logro de su carrera se siente más orgulloso?

Todos los premios que he recibido han sido muy importantes, sin embargo, considero que el logro más importante ha sido el recibir a mis estudiantes, ya egresados, y que te digan: “Sus cursos me ayudaron a comprender y a apreciar la Física y las Matemáticas” o “nos ayudó a ser mejores personas y a no rendirnos antes las dificultades”.