Sistema de retroalimentación inteligente basado en conocimiento común para la enseñanza virtual tutorizada

Resumen

Introducción: Los sistemas de respuesta de la audiencia (SRA) son una tecnología que permite a un grupo de estudiantes responder de forma electrónica a un cuestionario. Este recurso permite: (1) promover el aprendizaje activo; (2) mejorar la motivación; (3) crear un entorno para estudiantes tímidos; (4) controlar la asistencia a clase; (5) aumentar la colaboración entre docente y estudiante e incluso entre los propios estudiantes; y (6) realizar evaluaciones a los estudiantes. Los SRA han incorporado en los últimos años la gamificación para crear una experiencia más emocionante y entretenida para los asistentes. Una de las aplicaciones de la inteligencia artificial en la educación consiste en el uso de redes neuronales o sistemas de clustering para incorporar técnicas de diagnóstico cognitivo. Estos sistemas se entrenan utilizando respuestas a cuestionarios que contienen preguntas tipo test, con el objetivo de agrupar el conocimiento en función de estas respuestas. El docente proporciona retroalimentación en forma de texto o imágenes para cada grupo de conocimiento formado. En sucesivas pruebas utilizando el cuestionario, el sistema clasifica a los estudiantes en uno de los grupos de conocimiento cada vez que responden a las preguntas, brindándoles retroalimentación personalizada e instantánea asociada a ese grupo específico de conocimiento. Hipótesis: La hipótesis de esta tesis es “si se emplearan procesos de autoevaluación con aprendizaje centrado en el discente junto con herramientas de aprendizaje gamificadas e inteligentes que apoyaran estos procesos, entonces se alcanzarían mejoras en el rendimiento académico de los estudiantes”. Objetivos: El objetivo de esta tesis doctoral es definir procesos de autoevaluación con aprendizaje centrado en el discente junto con herramientas de autoevaluación gamificada, personalizada e inteligente y su validación en el contexto del Espacio Europeo de Educación Superior. El objetivo principal marcado se desglosa en los siguientes objetivos específicos: 1. Identificar y estudiar las técnicas alternativas de gamificación empleadas en la enseñanza, tanto presencial como virtual. 2. Estudiar la literatura existente sobre SRA y sistemas de tutorización inteligente basados en grupos de conocimiento. 3. Definir procesos de autoevaluación centrados en el discente y apoyados en sistemas de autoevaluación gamificados e inteligentes. 4. Proporcionar aplicaciones de autoevaluación gamificada e inteligente para la enseñanza virtual tutorizada. 5. Evaluar los procesos de autoevaluación y las aplicaciones anteriores construidas mediante validación empírica planteando experimentos en un entorno de enseñanza universitaria, para contrastar la eficacia formativa de la propuesta. Metodología: Se empleó un estudio bibliométrico y se revisó el estado del problema siguiendo protocolos de revisiones sistemáticas de la literatura que permiten hacer reproducible el estudio. Además, para las tareas de investigación se utilizó un método integrado de Investigación-Acción, una metodología que aporta rigor y un enfoque sistemático, incluyendo ciclos de investigación y ciclos de resolución de problemas. Esta metodología implica un ciclo continuo de reflexión, acción y evaluación, con el objetivo de generar conocimiento práctico y lograr mejoras concretas en una determinada situación o contexto. Para formalizar los resultados de los experimentos se hizo uso de análisis estadísticos. Conclusiones: Esta tesis doctoral mostró evidencias de que el uso del SRA gamificado y los sistemas de retroalimentación basado en diagnóstico cognitivo, guiados por un adecuado proceso de autoevaluación, mejoran el rendimiento académico de los estudiantes, aunque los resultados podrían no ser extrapolables a todas las disciplinas. La incorporación de elementos de gamificación a los SRA tiene un impacto de diferente alcance en el aprendizaje del estudiante, según el elemento de gamificación utilizado. Los elementos de gamificación que suponen un refuerzo positivo para los estudiantes como son las insignias, producen mayores alteraciones del ritmo cardiaco que aquellos que son neutros como el ranking. El tipo de retroalimentación en los sistemas de tutorización inteligente basados en grupos de conocimiento es crucial para potenciar su eficacia en el aprendizaje de los estudiantes. Los educadores deben considerar el contexto de aplicación, analizar las ventajas y desventajas de los SRA gamificados y los sistemas de retroalimentación inteligente en el diseño curricular, adoptar un enfoque reflexivo y considerar los objetivos generales de aprendizaje y los tipos de estudiantes.