Projecte IA-WATSOM – Intel·ligència artificial i èxit educatiu

Intel·ligència artificial per a la millora de l’èxit educatiu

La Direcció General d’Innovació, Recerca i Cultura Digital del Departament d’Educació porta a terme un projecte d’innovació avançada per incorporar la intel·ligència artificial en la gestió de la cohesió social als centres educatius de Catalunya. Es tracta del projecte IA-Watsom, intel·ligència artificial per a la millora de l’èxit educatiu, en el qual es fa ús d’un joc d’ordinador perquè l’alumnat contesti una sèrie de preguntes sobre la seva relació amb el grup classe. A partir de les respostes, l’aplicació elabora un sociograma del grup, i la informació que es genera és útil per a la presa de decisions i d’estratègies educatives de l’equip docent. En una segona fase l’alumnat conversa amb el robot. Donat que l’alumnat percep el robot com un ens lliure d’autoritat i exempt de prejudicis, aquesta conversa es realitza de forma relaxada i ajuda a confirmar els resultats obtinguts.

^{Exemple de sociograma i robot Qbo}

OBJECTIUS DEL PROJECTE

• Incorporar la intel·ligència artificial per afavorir l’èxit educatiu i la cohesió social en els centres educatius de Catalunya.
• Acompanyar els centres educatius en l’anàlisi avançada de patrons de comportament per promoure canvis organitzatius i la millora de la convivència.
• Posar en valor el paper inclusiu de la tecnologia per assolir l’èxit educatiu de tot l’alumnat.

PROVA PILOT

El Servei de Recerca Educativa va iniciar la prova de concepte el mes de gener de l’any 2020 (vegeu notícia) amb sis centres educatius de tipologia i serveis territorials diferents, però per tal de poder atendre les necessitats immediates derivades de la pandèmia de la COVID-19, el projecte es va haver d’aturar uns mesos. El mes de setembre del curs 2020-2021 s’ha reprès, i s’han ajustat els objectius i el nombre de centres. La finalitat d’aquesta primera prova pilot són testar l’eina i valorar si el projecte és escalable als centres educatius de tot el territori. En aquesta prova pilot es preveu la participació de tres centres: dos de primària i un de secundària. Tots els centres que hi participen compleixen els següents requisits:

– LAN transformada i un claustre sensibilitzat en l’ús de les competències digitals.

– Participació en projectes relacionats amb la millora de la convivència, com el projecte AquíProuBullying

^{Robot Qbo i qüestionari}

COL·LABORADORS

• El producte ha estat validat per l’Agència de Ciberseguretat de Catalunya, organisme del Centre de Telecomunicacions i Tecnologies de la Informació (CTTI).
• Direcció General d’Atenció a la Família i Comunitat Educativa, responsables del Projecte de convivència.
• Empresa proveïdora del subministrament: IBM â€“ KIOAI

^{Sociograma generat per l’aplicació WatsomApp}

ACTUACIONS

Curs 19/20:

• Disseny i inici de la prova de concepte. Sessió presencial 30/01/2020.

Curs 20/21:

• Represa del projecte. Ajustament dels objectius i del nombre de centres.
• Contacte amb els centres. Compromís per part de la direcció de la participació en la prova de concepte.
• Reunions de seguiment de la comissió per definir l’estat de la qüestió i estudiar possibles sinergies amb altres projectes.
• Estudis d’avaluació.
• Estudi de l’escalabilitat.
• Generació d’informes i d’articles difusió.

Presentació del projecte a la I JORNADA D’INNOVACIÓ AVANÇADA

ESPAI DE LA JORNADA

LA INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL A l’EDUCACIÓ

Segons el DIEC, la intel·ligència artificial és el conjunt de tècniques i reflexions teòriques sobre la construcció de sistemes intel·ligents. John McCarthy¹, creador del terme, relaciona la intel·ligència artificial (IA) amb la intel·ligència humana, mentre que Nils John Nilsson², des del món empresarial, explicita la relació de la IA amb l’entorn.

En l’àmbit educatiu, l’informe JRC Science for Policy Report (Comissió Europea, 2018)³ reitera l’ampli impacte que tindrà la IA en la societat, l’economia i l’educació. Aquest fet planteja els nous requeriments competencials que l’educació ha de promoure i com s’ha de treballar amb l’alumnat a través de les futures pràctiques d’ensenyament i aprenentatge. 

El document de la UNESCO, Artificial intelligence in education: challenges and opportunities for sustainable development (2019)⁴

és un marc de referència per a les institucions educatives que anticipa el grau d’impacte del seu ús al sector educatiu. Presenta la IA com una tecnologia amb un fort potencial per accelerar el procés dels objectius globals de l’educació mitjançant la reducció de les dificultats d’accés a l’aprenentatge, l’automatització dels processos de gestió i l’optimització dels mètodes que permeten millorar els resultats en l’aprenentatge. D’una banda, l’ús de la IA impacta en la millora de l’aprenentatge i l’equitat i, per altra banda, en la preparació i el desenvolupament de l’alumnat.

Pel que fa a l’adaptació de l’aprenentatge, l’informe Horizon Report (Educause Publication, 2019)⁵ constata que la IA contribueix a l’elaboració de diferents itineraris d’aprenentatge segons les necessitats de l’alumnat.

El document Policy and investment recommendations for trustworthy AI (2019)⁶, publicat per la Comissió Europea, confirma que en l’àmbit europeu els sistemes de la IA augmentaran i complementaran les capacitats humanes en entorns de treball híbrids. Això requerirà un canvi profund dels sistemes educatius, i per això és recomanable crear un pla d’acció a llarg termini amb agents implicats de totes les etapes educatives i ensenyaments, amb un enfocament multidisciplinari que mobilitzi l’educació i la formació i la col·laboració d’agents socials i d’empreses. 

Els objectius d’aquest pla s’emmarquen en diferents àmbits.

Pel que fa als centres educatius:

• Facilitar i acompanyar els centres educatius en el procés de transformació digital. La Comissió Europea proporciona un marc conceptual, el DigCompOrg⁷,que és genèric en relació amb tots els aspectes del procés d’integració sistemàtica de l’aprenentatge digital en les organitzacions educatives. 

Pel que fa al desenvolupament personal i professional del professorat en l’àmbit digital, de gènere i competències STEAM:

• Promoure la formació del professorat de totes les etapes educatives i ensenyaments en el Marc DigCompEdu. La competència digital docent vol fomentar la construcció col·laborativa de coneixement amb recursos digitals.
• Dissenyar i desenvolupar formacions sobre sensibilitat de gènere i competències STEAM a professorat de les diferents etapes educatives i ensenyaments.

Pel que fa al desenvolupament de les competències de l’alumnat:

• Educar en alfabetització digital, codificació i STEAM en totes les etapes educatives i ensenyaments. La competència digital de l’alumnat permet realitzar accions de ciutadania i de desenvolupament personal, tot utilitzant els recursos digitals propis de la societat actual.
• Enfortir l’aprenentatge de l’alumnat en etapa infantil, primària i secundària en competències bàsiques d’àmbit transversal: competències cognitives, com la resolució de problemes, el pensament crític, la creativitat; competències socioculturals, com l’empatia, el lideratge; competències d’emprenedoria i innovació.
• Desenvolupar l’orientació acadèmica i professional per acompanyar els i les joves en el coneixement de les noves ofertes formatives i professionals basades en les seves habilitats individuals.
• Donar suport a les iniciatives que fomentin en els i les joves la tria de temes relacionats amb IA i estudis universitaris.

Pel que fa als aspectes ètics:

• Incloure la consciència crítica i ètica de la IA a les iniciatives i xarxes europees. L’ús de la IA en el camp educatiu aporta diferents reptes, un dels quals és l’ètica i la transparència en la recopilació, l’ús i la divulgació de les dades.

L’avanç ràpid de la IA pot proporcionar tecnologies disruptives per revolucionar com aprèn l’alumnat, com ensenya el professorat i com la societat impulsa l’aprenentatge en el futur.

Referències

¹ John McCarthy argumenta que ‘La Intel·ligència Artificial és fer que una màquina es comporti d’una manera que seria considerada intel·ligent en un humà’.

² â€˜La IA és l’activitat de l’àmbit científic que crea màquines que poden funcionar de manera coherent i amb prospectiva d’acord amb el seu entorn’. NILSON, N. J., (2009) The Quest for Artificial Intelligence: A History of Ideas and Achievement. Cambridge: Cambridge University Press.

³ TRIOLLET Romain, MCCAFFERTY Edward John, ALVAREZ MARTINEZ Angel Francisco, BELLAN Emanuela, KENNEDY Pamela, AL KHUDHAIRY Delilah (2018) JRC Science for Policy Report. Publications Office of the European Union.

⁴ UNESCO (2019) Artificial intelligence in education: challenges and opportunities for sustainable development.

⁵ Alexander, KB., Ashford-Rowe, K., Barajas-Murphy, N., Dobbin, G., Knott, J., Weber, N. (2019). Horizon Report: 2019 Higher Education Edition. Louisville: EDUCAUSE.

⁶ Comissió Europea, AI HLEG (2019). Policy and Investment Recommendations for Trustworthy AI.

⁷ Comissió Europea (2017), Digital Competence Framework for Educators (DigCompEdu).