Aprovechamiento de la inteligencia artificial y los recursos educativos abiertos para una educación STEM equitativa
En esta entrega, Miriam Chickering, Directora Ejecutiva de NextGenU.org, se basa en el proyecto GPE KIX de Ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) - Educación de maestros y estudiantes para escuelas primarias (STEPS) para analizar el potencial transformador de los recursos educativos abiertos (REA) reforzados por la inteligencia artificial (IA) para la educación en STEM. El proyecto GPE KIX STEPS se implementó en tres países subsaharianos de África: Benín, Camerún y la República Democrática del Congo (RDC). Se puso en marcha para satisfacer las necesidades de desarrollo profesional del profesorado (TPD, por sus siglas en inglés) y de aprendizaje expresadas por los países francófonos y lusófonos a través del Centro regional KIX África 21.
La relación simbiótica entre la IA y los REA
El acceso a una educación STEM eficaz sigue siendo un desafío en muchas partes del mundo, especialmente en entornos con recursos limitados. Nuestro análisis preliminar confirmó que los tres países del proyecto experimentaban desafíos constantes que STEPS debía abordar. Estos desafíos, todos exacerbados por la pandemia de COVID-19 y la inestabilidad política, incluían un número insuficiente de profesores calificados y de libros de texto, así como un apoyo tecnológico y financiero inadecuado. El profesorado confirmó la precisión de nuestra evaluación. Por ejemplo, el 94% de los docentes declaró no contar con suficiente material e infraestructura STEM, y muchos afirmaron no tener suficiente formación en la enseñanza de estas disciplinas. Por lo tanto, la educación STEM de calidad seguía estando fuera del alcance de miles de estudiantes de primaria.
Las herramientas de IA pueden desempeñar un rol importante en el desarrollo de contenido educativo gracias a su capacidad para generar rápidamente materiales adaptables, personalizar las rutas de aprendizaje y adaptar el contenido a múltiples idiomas y contextos. Sin embargo, deben utilizarse como complemento, y no como sustituto, de la experiencia pedagógica humana para que los materiales resultantes sean culturalmente sensibles y educativamente sólidos. Cuando la IA recibe una orientación adecuada y eficaz de los maestros puede acelerar significativamente la creación y adaptación de recursos educativos, especialmente en contextos donde los materiales didácticos son escasos. Aquí es donde la integración de la IA con los REA adquiere especial valor.
Los REA son materiales educativos de libre acceso y con licencia abierta que pueden utilizarse, modificarse y redistribuirse gratuitamente con fines educativos y de investigación. Constituyen un punto de partida rentable para el desarrollo curricular en entornos educativos con recursos limitados. A diferencia de los materiales de acceso abierto (AA), que principalmente garantizan el libre ingreso al contenido publicado, pero pueden tener restricciones para su modificación y redistribución, los REA otorgan explícitamente a los usuarios permiso legal para compartir, y a menudo adaptar, los recursos, lo que los hace especialmente valiosos para la adecuación contextual en diversos entornos educativos.
Reconceptualización del desarrollo curricular mediante la innovación tecnológica y pedagógica
Los enfoques convencionales de desarrollo curricular requieren mucho tiempo, son costosos y, a menudo, carecen de relevancia cultural. Por ejemplo, tradicionalmente implican no solo la contratación de un equipo de redactores curriculares, especialistas en evaluación y diseñadores, muchos de los cuales carecen de conocimientos locales y operan con un presupuesto limitado, sino también con plazos prolongados debido a la necesidad de coordinar las agendas de múltiples expertos. Nuestro objetivo era aprovechar las ventajas complementarias de la IA y los REA para crear un proceso más eficiente y mejorar la enseñanza de las ciencias, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM) en las escuelas primarias. Probamos el nuevo proceso creando los materiales STEPS.
Para el currículo de matemáticas, el equipo adaptó contenido de alta calidad del Instituto Ukuqonda de Sudáfrica para los grados 4º a 6º, y los reconocidos especialistas en educación matemática, el Dr. Piet Human (Sudáfrica) y el Dr. Napthalin Atanga (Camerún), desarrollaron material para los grados 1º a 3º. Todos los textos fueron creados en inglés y fueron traducidos al francés utilizando la IA. Posteriormente, fueron revisados meticulosamente por traductores humanos y expertos locales en matemáticas.
Para el currículo de ciencias, el equipo utilizó REA de Core Knowledge (EE.UU.) y Siyavula (Sudáfrica) como base de sus lecciones adaptadas. Si bien los programas de estudio de los tres países abarcaban prácticamente el mismo material, el ritmo variaba, por lo que fue necesario adaptar el contenido a cada país. Para cubrir las carencias, los redactores del currículo STEPS proporcionaron herramientas de IA, incluyendo ChatGPT y Anthropic, con indicaciones detalladas y bien estructuradas, algunas de hasta media página, para crear nuevas lecciones en inglés. Expertos en la materia y especialistas en educación revisaron a fondo el resultado. También se utilizó IA para traducir el material al francés, y expertos humanos revisaron las traducciones para garantizar la precisión y la relevancia cultural de las lecciones. Por lo tanto, el material se verificó tres veces: primero con herramientas de IA, luego con revisores locales y, finalmente, con el equipo de traducción.
Resultados relacionados con el material de ciencias
En lo que resta de esta publicación, nos centraremos en el material de ciencias.
El equipo del proyecto logró resultados notables utilizando el proceso descrito: se diseñaron 28 libros de texto de ciencias completos y sus correspondientes cuadernos de ejercicios, específicamente adaptados a los programas de estudio y contextos educativos de cada país. El TPD que acompañó a estos recursos incorporó estrategias pedagógicas constructivistas, tales como preguntas esenciales y KWL (siglas en inglés para ¿Qué sabes? ¿Qué quieres saber? ¿Qué has aprendido?), ambas diseñadas para fomentar la investigación centrada en el estudiante y trascender la memorización tradicional presente en muchas aulas africanas.
La capacidad de acción docente como catalizador de la transformación educativa sostenible
Proporcionar material de alta calidad fue solo la mitad de la solución. Como sabemos, el material de calidad es esencial, pero para que su implementación sea exitosa, el profesorado debe recibir capacitación en su uso eficaz. Inicialmente, STEPS impartió talleres intensivos de cinco días sobre la enseñanza de ciencias para todos los docentes de las escuelas del proyecto. Los talleres fueron impartidos por instructores externos y resultaron costosos tanto en tiempo como en dinero. Posteriormente, la capacitación se simplificó, acortó e impartió en cada escuela por formadores de docentes locales o, en algunos casos, los propios maestros. Este enfoque empoderó a los educadores locales con mayor autonomía en su proceso de desarrollo profesional, permitiéndoles asumir la responsabilidad tanto del contenido como de su implementación, lo que constituyó un modelo mucho más sostenible.
El TPD arrojó resultados significativos: el 94% del profesorado reportó una mayor confianza en su capacidad para enseñar ciencias, y el 80% se comprometió a utilizar el material de STEPS más allá del plazo del proyecto.
“Por primera vez, me siento capacitado para enseñar ciencias de una manera que despierta la curiosidad de los estudiantes en lugar de la confusión”
- Un maestro de Camerún
La evolución del enfoque de fortalecimiento de capacidades de STEPS demuestra la importancia de las estrategias de implementación adaptativas y sensibles al contexto.
De la investigación empírica a la implementación de políticas: Escalando el impacto educativo
La métrica definitiva de la eficacia de STEPS ha sido su adopción institucional en múltiples sistemas educativos. En Benín, el Ministerio de Educación ha iniciado los procedimientos formales de aprobación del material curricular de ciencias de STEPS. El socio de STEPS en Camerún, la Convención Bautista de Camerún, se ha comprometido a implementar sistemáticamente el material en toda su red de escuelas integrales, mientras que el socio en la República Democrática del Congo, las Escuelas Comunitarias Emmanuel, está ampliando la implementación del material a sus 101 planteles.
Estos compromisos institucionales garantizan que el impacto de STEPS, como proyecto de investigación GPE KIX, se extenderá considerablemente más allá de sus parámetros iniciales, generando una transformación sostenible en la impartición de la educación científica para estudiantes en comunidades históricamente desatendidas.
Lecciones aprendidas: Perspectivas cruciales para los formuladores de políticas educativas y los financiadores del proyecto STEPS
El equipo del proyecto aprendió lecciones importantes que pueden guiar la toma de decisiones en la intersección de políticas, financiación e innovación educativa. Estas perspectivas son particularmente relevantes para quienes buscan enfoques rentables, escalables y equitativos para el desarrollo curricular en entornos de bajos recursos.
1. Los REA tienen un enorme potencial para democratizar la educación y transformar las experiencias de aprendizaje, — cuando se utilizan de forma inteligente.
Los REA pueden reducir drásticamente los costos y mejorar el acceso a material de aprendizaje de alta calidad. Sin embargo, no se trata simplemente de descargar y distribuir contenido existente. Gran parte de los REA existentes se desarrollaron para entornos de altos recursos y deben adaptarse y localizarse cuidadosamente para reflejar los currículos nacionales, los contextos lingüísticos y las realidades de los estudiantes. La inversión estratégica en REA debe ir de la mano de la revisión por expertos y la adaptación informada por la comunidad para satisfacer verdaderamente las necesidades locales.
2. La IA puede acelerar el desarrollo de lecciones, acompañada con guía humana.
La IA a menudo se promociona como una solución independiente, pero descubrimos que funciona mejor como apoyo. En el proyecto STEPS, proporcionamos a la IA una plantilla de lección, una consigna cuidadosamente elaborada y material fuente de acceso abierto seleccionado. Dentro de esa estructura, nos ayudó a organizar y sintetizar las lecciones rápidamente. La IA puede mejorar drásticamente la eficiencia, especialmente en la traducción y la estructuración de contenido, pero no puede reemplazar la experiencia de educadores o traductores. La supervisión humana sigue siendo esencial para garantizar la calidad, la precisión y la pertinencia cultural.
3. Se requieren recursos tanto digitales como impresos
Las herramientas digitales están ampliando las posibilidades educativas, pero el material impreso sigue siendo vital, especialmente en entornos con infraestructura limitada. La equidad exige que sigamos proporcionando recursos impresos a docentes y estudiantes que carecen de acceso constante a electricidad, dispositivos o conectividad. Cualquier solución educativa escalable debe incluir un plan para material impreso de alta calidad.
4. Las brechas en la implementación curricular son mayores de lo que creemos.
El análisis de los tres países reveló que los libros de texto autorizados a menudo no se ajustaban a los estándares curriculares nacionales, y el uso del material por parte de los docentes variaba significativamente de un aula a otra. Estas discrepancias ponen de relieve un desafío común, pero a menudo pasado por alto: mejorar la educación no se trata simplemente de proporcionar el material "adecuado". También requiere una comprensión clara de cómo se utiliza realmente ese material. Esto implica invertir en la alineación curricular, la revisión de recursos y la observación a nivel de aula para diseñar intervenciones que reflejen la realidad práctica.
Trayectorias futuras de investigación
A medida que NextGenU continúa expandiendo el enfoque STEPS a otros contextos educativos con recursos limitados, su perspectiva se está centrando en fortalecer los enfoques de desarrollo profesional docente basados en la evidencia y en investigar más a fondo el papel potencial de la IA en la adaptación curricular y cultural. La integración sinérgica de tecnología avanzada, REA y experiencia humana contextualizada ha demostrado una eficacia significativa para abordar las desigualdades educativas en diversos contextos socioeconómicos.
Enlaces rápidos para acceder y utilizar los materiales de aprendizaje de STEPS:
Este trabajo fue apoyado por el Intercambio en Conocimiento e Innovación de la Alianza Mundial para la Educación (GPE KIX), un esfuerzo conjunto con el Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (IDRC).
