Las tecnologías emergentes y la docencia

A medida que el desarrollo tecnológico avanza rápidamente, surgen nuevas soluciones educativas que aprovechan de los beneficios de las tecnologías emergentes. El informe ‘Las tecnologías emergentes y la docencia’, elaborado por el INTEF, presenta un proceso anticipatorio para iniciar un debate sobre las tecnologías emergentes en la enseñanza, y se centra en su impacto en la profesión docente.

Utilizando escenarios basados en un futuro cercano (3-5 años), el objetivo del informe es abordar retos que los docentes han identificado como un impedimento para impartir educación y formación de calidad en toda la UE. Los principales desafíos que se abordarán son las consideraciones éticas, como el equilibrio entre la autonomía humana y las máquinas, la informatización de la educación y los modelos pedagógicos en los que se basan las aplicaciones y los servicios educativos. Asimismo, se pretende alcanzar una mejor comprensión de la evolución de los requisitos de competencia docente.

Por otra parte, este documento se dirige a los responsables de elaboración de políticas y docentes y personal de apoyo que trabajan en el ámbito educativo. El objetivo de los escenarios es ayudar a visualizar el valor añadido y el poder de transformación de las tecnologías emergentes. Al crear contextos de futuro y comprender mejor nuestros valores en la educación, será más fácil identificar dónde podrían, y deberían, intervenir las políticas educativas.

Con el desarrollo tecnológico surgen nuevas soluciones educativas que aprovechan de los beneficios de las tecnologías emergentes.

Al observar la educación en Europa hoy en día, es importante comprender los problemas que, según los docentes, les impiden impartir una enseñanza de calidad. Se destacan cinco retos obtenidos de una encuesta reciente centrada en el profesorado de secundaria de 23 países:

1. Cuando se imparten clases numerosas los docentes tienden a dedicar menos tiempo a la enseñanza que a otras tareas. Destacan que es necesario “reducir el tamaño de las clases contratando más personal”.
2. El 33% afirma tener poca eficacia para motivar el aprendizaje de los alumnos.
3. Alrededor del 20% de los docentes cuentan con más de un 10% de alumnos de origen inmigrante y/o cuya primera lengua es diferente a la de la escolarización.
4. El 31% enseña en aulas con más de un 10% de alumnos con necesidades especiales; sin embargo, solo el 42% se siente “bien o muy bien preparado” para enseñar en este entorno.
5. Los incidentes relacionados con la intimidación o el acoso entre alumnos se producen al menos semanalmente en el 14% de los centros educativos de todos los países.

También se les pidió que informaran del número medio de horas dedicadas a actividades diferentes durante una semana. El gráfico 1 muestra que la docencia es el núcleo de la profesión; no obstante, se le dedica menos de la mitad de las horas de trabajo (44%). Además de enseñar, los docentes deben tener tiempo suficiente para preparar las clases, comunicarse con los padres, desarrollarse profesionalmente para llevar sus prácticas al día y colaborar con sus compañeros. En total, estas actividades representan menos de las tres cuartas partes del total.

Al revisar las actividades que llevan a cabo como parte de su profesión y los problemas actuales que mencionan, se puede entender mejor dónde y en qué situaciones las tecnologías emergentes podrían apoyar a la profesión docente en el futuro.

Durante la última década han comenzado a surgir usos educativos interesantes a medida que la Inteligencia Artificial se infunde en aplicaciones didácticas. Por otro lado, aunque las tecnologías inmersivas (realidad virtual, realidad aumentada o realidad mixta) son diferentes en su diseño, esta podría describirse como la era en la que se entrelazan.

En el informe se examinan tres formas diferentes en las que se introducen en el ámbito académico: Los productos de las tecnologías educativas "creados a propósito“son las aplicaciones más visibles. Si se observan las tendencias del mercado mundial, las inversiones en tecnologías educativas se registran en varias áreas: herramientas de análisis del aprendizaje, tecnologías educativas adaptativas y aplicaciones que recomiendan contenidos y actividades digitales a los alumnos. La segunda forma de introducción de las tecnologías emergentes en la enseñanza es la”introducida de forma invisible en las aplicaciones informáticas que utilizamos en la vida cotidiana”. En un contexto educativo, por ejemplo, Google Docs y G Suite se utilizan cada vez más; sin embargo, los usuarios a menudo no son conscientes de que la IA impulsa muchas de sus características de asistencia. Por último, las tecnologías adaptadas son aquellas que se desarrollan primero para otro ámbito y luego se adaptan a contextos educativos.

Gráfico 1: Porcentaje del tiempo total que los docentes declaran haber dedicado a las actividades durante la semana completa más reciente. (Elaborado por el Centro Común de Investigación con datos de la tabla i.2.27 de la OCDE, 2019b).

Teniendo en cuenta las tres vías de entrada de las tecnologías emergentes en la enseñanza, el estudio reflexiona sobre las habilidades y competencias necesarias para quienes ejercen la profesión docente.

Por un lado, el conocimiento pedagógico general se explica como “el conocimiento especializado de los docentes para crear y facilitar un entorno de enseñanza y aprendizaje eficaz para todos los estudiantes, independientemente de la materia”. Además de los conocimientos pedagógicos generales, los docentes necesitan conocimientos específicos de las asignaturas y habilidades generales de gestión del aula. Por otra parte, si bien la competencia digital general es esencial para utilizar las tecnologías en cualquier tarea cotidiana, los docentes necesitan aplicarlas convenientemente a actividades educativas o a procesos de aprendizaje determinados.

La forma en la que los diferentes enfoques educativos conducen a los resultados de aprendizaje de los estudiantes es un tema que presenta una amplia brecha entre la teoría y la práctica. El consenso es que no existe un único modelo que funcione en todos los contextos, por lo que el juicio profesional de los docentes se hace relevante.

Con las tecnologías emergentes, y especialmente las que requieren el uso de métodos computacionales para la toma de decisiones autónomas, surgen nuevas preocupaciones relacionadas tanto con la tecnología como con la pedagogía.

Gráfico 2: Preparación docente para utilizar las TIC en enseñanza. Los diferentes tonos de verde ilustran el porcentaje entre el 19,9%-86,1%, véase la escala (no hay datos disponibles para los países en gris). Ilustración de la OCDE (2018).

En el ámbito de las tecnologías educativas emergentes, una de las principales preocupaciones éticas tiene que ver con la toma de decisiones. En lo que respecta a la toma de decisiones autónoma con algoritmos e IA, se debe consultar a un humano para el proceso de toma de decisiones si la gravedad potencial del daño es elevada y con una alta probabilidad de que perjudique al usuario. Este enfoque se denomina “humano dentro del proceso”.

A continuación, se presentan tres ejemplos para ilustrar diversos modelos en el contexto educativo:

Si consideramos una aplicación que evalúa exámenes de alto nivel, la gravedad potencial del daño causado por una decisión incorrecta es elevada. Si el profesor puede revisar la información, al modelo se le denomina "docente dentro del proceso”. Por otro lado, existen situaciones en las que la gravedad del daño causado por la decisión es menor. Por ejemplo, con un software de aprendizaje adaptativo que recomienda actividades didácticas en función de los resultados previstos, basta con que un profesor pueda intervenir en el comportamiento del sistema si es necesario cambiarlo. A este modelo se le denomina “docente sobre el proceso”. Por último, si no es necesario consultar al docente, el modelo se denomina “docente fuera del proceso”. Por ejemplo, cuando un alumno utiliza una aplicación de entretenimiento educativo.

El segundo aspecto principal de este informe está asociado a los modelos pedagógicos subyacentes utilizados en las aplicaciones educativas y los datos en los que se basan. Como ejemplo, toma en cuenta los sistemas de tutoría inteligente. Se trata de un software educativo que utiliza métodos computacionales para la toma de decisiones autónomas. En estas aplicaciones, un modelo pedagógico conlleva conocimientos educativos básicos generalmente vinculados a la enseñanza de una materia. Por otra parte, las aplicaciones de software educativo también contienen un modelo sobre el contenido que se debe aprender, y lo que es más importante, está el “modelo del alumno”, que contiene datos sobre el estudiante. Para reunir toda esta información, un algoritmo intenta trabajar imitando el juicio profesional de los docentes; es decir, analizando y evaluando factores específicos para proponer al alumno actividades.

Gráfico 3: Enfoques para tratar el proceso de toma de decisiones autónomas.

En la enseñanza se compilan cada vez más datos heterogéneos desde muchas plataformas y dispositivos con el fin de monitorizar, vigilar o evaluar de forma automática.

En la UE el Reglamento General de Protección de Datos (RGPD) establece condiciones legales claras para el uso de datos personales. Sin embargo, existen cierta preocupación. A medida que se generan datos del alumnado y sus interacciones con herramientas digitales en diferentes contextos, se produce una mayor cantidad de compilación de datos personales, registros de aprendizaje y otros datos de comportamiento. No obstante, se debe salvaguardar el equilibrio entre la obtención de datos digitales y la intromisión en la esfera personal en enseñanza.

Un nuevo ámbito para comprender la motivación de los estudiantes es el estudio de las herramientas de comunicación entre los padres y la escuela. En Europa, el 60% de los estudiantes de todos los niveles de la Clasificación Internacional Normalizada de la Educación (CINE) tiene profesores que utilizan tecnologías para comunicarse con los padres.

En esta sección se presentan diferentes escenarios, inventados pero realistas, basados en un futuro de 3 a 5 años relacionados con cuestiones que los docentes europeos han identificado como problemáticas. Éstos se han elegido para crear narrativas en torno a posibles contextos y se centran en las tareas cotidianas de los docentes.

Una enseñanza de calidad requiere tiempo suficiente para planificar y preparar la clase. El trabajo de planificación da lugar a implementaciones concretas en el aula y a las herramientas y el material que se utiliza. En Europa, los profesores de secundaria afirman dedicar el 15% de su media de horas semanales a la planificación y preparación individual de las clases. A continuación, se presentan dos escenarios que se centran en prever el papel de las tecnologías emergentes para apoyar a los profesores en estrategias de enseñanza eficaces y en otras tareas no docentes.

Planteamiento del problema: La OCDE descubrió que ciertas estrategias de enseñanza están asociadas positivamente al rendimiento de los alumnos. Por ejemplo, el uso de la estrategia de activación cognitiva, el trabajo en pequeños grupos y el clima positivo en el aula. Sin embargo, los docentes europeos afirman que rara vez utilizan estas prácticas. El profesorado se enfrenta a retos organizativos, especialmente cuando planifican actividades más complejas. De hecho, algunos docentes entrevistados consideraron que el trabajo en equipo planteaba muchos problemas prácticos.

Escenario: El profesor está planeando una actividad para que los estudiantes trabajen en común en un ejercicio para reforzar su capacidad de apoyo mutuo en la resolución de problemas. Antes de que lleguen los alumnos, un asistente de enseñanza virtual integrado en una plataforma de aprendizaje comienza a dar indicaciones al profesor sobre la actividad colaborativa de resolución de problemas. El asistente virtual pregunta al profesor cómo organizar a los alumnos y este decide formar grupos de “capacidades mixtas” para desarrollar las capacidades socioemocionales a través del aprendizaje cooperativo y la colaboración. A continuación, el asistente virtual muestra los grupos de alumnos en la pared más cercana. El profesor cambia la ubicación de los alumnos y da una orden en voz alta para que el asistente virtual pueda recibir nuevos datos para la próxima vez que realice agrupaciones. Cuando los alumnos entren por la puerta, cada uno verá brillar un color específico en su tableta personal de aprendizaje que les indicará en qué mesa deben sentarse.

En la enseñanza se compilan cada vez más datos heterogéneos desde muchas plataformas y dispositivos con el fin de monitorizar, vigilar o evaluar de forma automática.

Planteamiento del problema: Los docentes mencionan con frecuencia la sobrecarga administrativa como una fuente de frustración y un factor que reduce el atractivo de su profesión, pero añadir más personal no siempre resuelve el problema. Recientemente, varios informes se han centrado en la sobrecarga administrativa de los docentes y han solicitado que la IA les respalde.

Escenario: Antes de que comience la primera clase, el profesor está sentado en el fondo del aula revisando los apuntes en su móvil. Una vez que los alumnos entran y se sientan, en sus móviles se activa una aplicación que les pide que digan su nombre en voz alta para que un asistente administrativo pueda realizar el registro y verificar su identidad mediante el reconocimiento de voz. Las imágenes de los estudiantes aparecen en la pantalla del docente mostrando ubicación y nombre. La clase es la segunda parte de una actividad de aula invertida. El profesor comprueba inmediatamente a través del asistente que la mayoría de los alumnos han visto la videoconferencia sobre el tema, y se sorprende al ver que hay muchas preguntas en el foro online que se utiliza como apoyo. “237 preguntas”, susurra en voz alta, a lo que el asistente administrativo responde que ya las ha comprobado y que el profesor debe responder solo a una pequeña parte. Las cuestiones resaltan en la pantalla y el profesor las proyecta en la pared para una sesión de preguntas y respuestas. El asistente administrativo ya ha respondido a las 227 preguntas restantes en el foro. Como estas preguntas se refieren en su mayoría a cuestiones rutinarias y aspectos administrativos, al cuarto año de clase el auxiliar administrativo ya ha aprendido a responderlas con un 97% de seguridad.

En cualquier proceso de aprendizaje la motivación del alumno impulsa su comportamiento. La capacidad de mantenerse motivado puede considerarse parte de las habilidades no cognitivas como los sentimientos, los patrones de pensamiento y el comportamiento. El bienestar físico, psicológico y social de los jóvenes es crucial para su capacidad de aprender y desarrollarse como ciudadanos, y este bienestar también está vinculado al rendimiento académico. La creación de entornos de aprendizaje seguros puede desempeñar un papel crucial; sin embargo, en el 14% de los centros educativos de los países de la UE se producen con regularidad incidentes de intimidación o acoso entre los alumnos. En el informe se presentan dos escenarios que se centran en prever cómo las tecnologías emergentes podrían ayudar a crear entornos de aprendizaje propicios en términos de bienestar, motivación y habilidades no cognitivas.

Planteamiento del problema: El ciberacoso puede intensificar el fenómeno de la intimidación escolar. Datos de 2018 demostraron que la mayoría (57%) del ciberacoso en Europa procede de un compañero de clase (Statista, 2020).

Escenario: Luisa asegura haber recibido comentarios hirientes de sus compañeros de clase. Su profesor es consciente y le preocupa, pero se siente incapaz de reconocer la complejidad de la situación. El centro educativo de Luisa es pionero en el programa de inteligencia emocional Empathy, que pretende prevenir cualquier tipo de violencia, ayudando tanto a los jóvenes como a los profesores a identificar incidencias de conflictos o acoso en la vida real y online. Además, recientemente han empezado a utilizar tecnologías pacificadoras basadas en la IA. El software Chatbot está integrado en los teléfonos móviles con apariencia de robot, y todos los usuarios son conscientes de que puede detectar palabras y tonos violentos en discusiones y mensajes. Si se produce un incidente, la herramienta genera un chat entre los implicados para apoyar a la víctima con el objetivo de poner fin al acoso. Los profesores y orientadores educativos también participan en la mediación, que en muchos casos implica a los padres. La neutralidad de la aplicación ha generado confianza en la escuela y Luisa ha podido interactuar primero con el chatbot y más tarde con el profesor.

Observar el bienestar general de los alumnos puede ayudar a comprender sus necesidades psicológicas básicas.

Escenario: La universidad en la que Peter se ha matriculado ofrece orientación profesional a los nuevos estudiantes. La programación didáctica incluye detalles sobre grupos de interés específicos sobre diferentes perfiles y posibles trayectorias profesionales, y algunas empresas locales acuden para presentar programas de prácticas remuneradas. También existe la posibilidad de realizar una prueba de motivación para trazar el perfil del alumno y utilizarlo para hablar de los factores que le motivan con un orientador profesional. Además, Peter podría permitir que la universidad utilizase su perfil de motivación para sugerirle servicios y actividades adicionales. Esto le ha llevado a preguntar cómo protege su privacidad la universidad. Su profesor le aseguró que la institución colaboraba con varias plataformas de ofertas de empleo online que podrían conseguirle anuncios de empleo personalizados y colocarle en una posición preferente. Además, las plataformas comerciales también tendrían acceso a su perfil, si así lo deseara.

Con el aumento de la movilidad entre los países de la UE, la enseñanza tiene el potencial de ser uno de los motores principales para la integración de los inmigrantes. Sin embargo, el multilingüismo puede imponer un complejo panorama lingüístico en la enseñanza. Se presentan dos escenarios que se centran en prever el papel de las tecnologías emergentes para apoyar a los profesores en estrategias de enseñanza eficaces y en otras tareas no docentes.

Planteamiento del problema: Un promedio del 19% de los profesores de secundaria de la UE enseñan en aulas con más del 10% de alumnos con una primera lengua diferente de la de escolarización. El trabajo de docente en un entorno multicultural o multilingüe puede ser todo un reto.

Escenario: Milica consulta la aplicación de traducción de idiomas de su teléfono; la traducción del serbio al alemán no es buena, pero le ayuda superar el día en su nuevo colegio. Milica prefiere asistir a clases con otros estudiantes, y con la ayuda de algunas aplicaciones básicas es capaz de seguir el ritmo. Por ejemplo, en clase de historia el profesor activa el programa “Lector Inmersivo“para mostrar las pausas entre sílabas. También permite escuchar la página en voz alta y ver el texto resaltado al mismo tiempo. De vez en cuando, también utiliza Alexa para hacer los deberes escritos:”Alexa, ¿cómo se escribe...?”. Hoy en día, utilizar aplicaciones de traducción gratuitas es tan normal como usar una calculadora para hacer los ejercicios de matemáticas. Además, refuerza y apoya la conciencia lingüística de Milica y sus competencias para interactuar con la automatización en las nuevas esferas de la vida. Los profesores de la escuela de Milica se reúnen periódicamente para debatir cómo pueden apoyar el aprendizaje de idiomas entre la población inmigrante recién llegada, y a menudo rediseñan las prácticas.

En la enseñanza, la falta de conocimientos lingüísticos puede ser un obstáculo para los estudiantes de origen inmigrante.

Escenario: Henk cree que, gracias a la realidad aumentada, la realidad virtual, la realidad mixta y las tecnologías portátiles, se consigue un equilibrio adecuado entre la adquisición de conocimientos y la adquisición de experiencia en la formación profesional. Opina que el mejor aspecto de las pedagogías basadas en la simulación es su capacidad para adaptarse a los idiomas, ya que ha sido testigo de cómo muchos estudiantes de origen inmigrante aprendían rápidamente las prácticas específicas del oficio y el manejo de la maquinaria. No obstante, a menudo le costaba enseñarles los conceptos teóricos y el nuevo vocabulario específico. Las experiencias de realidad mixta proporcionan a los alumnos acceso a varios tipos de información adicional, lo que supone una gran ventaja. Por una parte, los términos y conceptos correctamente pronunciados pueden practicarse en su contexto real a lo largo de la experiencia de simulación. Al enfocar un objeto y parpadear, aparece el término escrito; al parpadear dos veces, una voz en off lo dice en voz alta para practicar la pronunciación. Por otra parte, el material teórico está disponible en un gran número de idiomas, de modo que los alumnos pueden seguir la explicación tanto en el idioma de escolarización como en su lengua materna. Además, muchos alumnos de origen inmigrante contribuyen aportando traducciones de su propio idioma o validan las traducidas automáticamente. El sistema ya cuenta con un chatbot virtual que ayuda a los estudiantes durante las prácticas, y las traducciones simultáneas se realizan en tiempo real.

Los jóvenes con necesidades especiales pueden tener una amplia gama de problemas de aprendizaje, dificultades para regular sus emociones, trastornos de atención y del desarrollo que afectan a la comunicación y el comportamiento, o discapacidades físicas. La presente investigación, junto con programas industriales, estudia la adaptación de las tecnologías emergentes a la educación especial. Se presentan dos escenarios centrados en prever el papel de las tecnologías para apoyar a los docentes que trabajan en el ámbito de las necesidades especiales.

Planteamiento del problema: En la UE, los alumnos con necesidades especiales suelen asistir a sistemas escolares corrientes, pero muchos escolares con discapacidad auditiva necesitan una educación especial, y con la ayuda de las tecnologías podría facilitarse su integración en la educación común.

Escenario: Patricia es profesora de primaria en Francia. En su aula de 27 alumnos, 3 tienen necesidades especiales. Como Patricia no tiene un título en educación especial, agradeció la oportunidad de participar en un programa de tutoría para enseñar a niños con discapacidad auditiva. La escuela utiliza tecnologías innovadoras adaptadas a la pérdida de audición y a los alumnos con discapacidades. Los audífonos inteligentes inalámbricos, que se conectan a los smartphones, pueden aprender los sonidos del entorno y clasificarlos como “ruido de fondo“o”sonido importante”. Además, la acústica de las aulas está adaptada para reducir las distracciones causadas por las luces y las salidas de aire, y los asientos están dispuestos de forma que la cara del profesor se vea con claridad. Patricia también utiliza pizarras interactivas y sistemas de amplificación del campo sonoro que se conectan directamente con los audífonos inteligentes. También se suelen utilizar tecnologías de ayuda al aprendizaje, como contenidos multimedia con subtítulos digitales.

Planteamiento del problema: Ayudar a los niños autistas a adquirir habilidades y aplicarlas de un entorno a otro es un reto al que se enfrentan a diario los profesores y personal de apoyo de educación especial.

Escenario: En Flandes, Liesbeth ha tenido alumnos con trastorno del espectro autista (TEA) que tienen acceso a la educación ordinaria. El nuevo asistente robótico está capacitado para ayudar a aumentar la atención y el compromiso de pacientes con TEA, al tiempo que reduce la ansiedad y las conductas disruptivas. El robot, que puede mediar entre el paciente y otros individuos, forma parte de un proyecto de investigación sobre robótica educativa cuyo objetivo final es crear un robot que sirva a las necesidades de los profesores. El robot podría, por ejemplo, programarse para trabajar en diferentes objetivos en función de las necesidades y adoptar diferentes roles. Sin embargo, aún se detiene o se reinicia en algunos momentos importantes. Gracias al proyecto de investigación, Liesbeth ha aprendido mucho sobre cómo planificar mejor las intervenciones adaptadas a niños con TEA y sobre el aprendizaje automático. La segunda parte del proyecto de investigación ampliará el uso del asistente a entornos domésticos.

Las tecnologías emergentes poseen un gran potencial para beneficiar a la educación y la formación. Sin embargo, lo primero que hay que tener claro son los objetivos: ¿qué se pretende conseguir en los sistemas educativos con ellas, y qué funciones se les atribuye? Está claro que el debate debe tener presentes los valores educativos, sociales y éticos, y no solo poseer un carácter técnico.

Como detalla el informe del INTEF, al crear contextos de futuro y comprender mejor nuestros valores en la educación, será más fácil identificar dónde podrían, y deberían, intervenir las políticas educativas para mejorar la enseñanza