El uso de tecnología con empatía en la educación

La inteligencia artificial y las tecnologías de procesamiento del lenguaje natural están impulsando de manera definitiva el uso de los agentes conversacionales pedagógicos con capacidades empáticas. Se trata de herramientas virtuales (un chatbot, por ejemplo) con habilidades para evocar una reacción empática en el estudiante mientras favorecen el desarrollo de sus competencias. Al estar siempre disponibles y ser cada vez más eficaces en el apoyo a alumnos y profesores, estas tecnologías crecen con fuerza, especialmente para mejorar y personalizar la experiencia de aprendizaje en línea. Sin embargo, dada su novedad, todavía no existe una amplia base de conocimiento científico sobre la aplicación de estas plataformas en el campo educativo. De ahí que una investigación de Elvis Ortega-Ochoa, investigador predoctoral del grupo SMARTLEARN de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC), haya sentado las bases sobre los principios que rigen estas tecnologías.

La investigación, publicada en abierto, —en la que también han participado la investigadora posdoctoral de la UOC Marta Arguedas y el profesor de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación de la UOC Thanasis Daradoumis— ha analizado más de un millar de estudios y artículos sobre la materia para hacer una revisión científica de los más destacados y extraer conclusiones útiles para el desarrollo de estos agentes, como por ejemplo cuáles son los principios de diseño que hay que tener en cuenta al crearlos.

"Los agentes conversacionales deberían tener dos de las grandes habilidades que los docentes ponen en práctica en cualquier proceso de enseñanza y aprendizaje: detectar y regular las emociones por diferentes medios y responder al estado emocional del estudiante mientras se progresa en la construcción intelectual y el desarrollo de sus habilidades", explica Elvis Ortega-Ochoa, quien está realizando su tesis doctoral con el programa de doctorado de Educación y TIC (E-learning).

El trabajo también proporciona una descripción general, completa y actualizada de los diseños de investigación utilizados para la implementación de estos agentes. Además, examina los factores que influyen en su eficacia en el ámbito educativo, y también evalúa los tipos de retroalimentación que mejoran el impacto del campo empático en los resultados del aprendizaje.

De los chatbots a los sistemas de tutoría inteligente

Estas herramientas tecnológicas de aprendizaje deben permitir la interacción con el estudiante, tanto de forma síncrona como asíncrona, y pueden integrarse en el proceso educativo por diferentes formatos y vías: desde un sistema independiente, como un chatbot, hasta su adopción en un sistema de tutoría inteligente. "Actualmente, ya se utilizan para desarrollar habilidades emocionales en los alumnos y también como motivadores del alumnado al ser configurados con distintas técnicas de mentoría. Además, en ciertos momentos del proceso didáctico, también pueden ser útiles para introducir nuevas temáticas o reforzar el contenido aprendido anteriormente", expone el investigador de la UOC.

En cuanto a su utilidad y la percepción del alumnado, varios estudios han mostrado la eficacia de estas herramientas conversacionales para mejorar la motivación y el rendimiento del aprendizaje. "Hemos visto que estos beneficios están relacionados con la solidez de las interacciones con la herramienta, de modo que la responsabilidad del éxito recae en las técnicas de desarrollo de estos servicios. En este sentido, los agentes virtuales que utilizan inteligencia artificial y capacidades empáticas de manera frecuente provocan menos monotonía e interrupciones en las conversaciones", añaden los investigadores. Los autores apuntan, además, que estos beneficios pueden estar parcialmente condicionados por el efecto de novedad propio de las tecnologías emergentes.

De cara al futuro, los especialistas en la materia esperan que estos agentes perfeccionen aún más las características pedagógicas y empáticas presentadas en las conversaciones, por lo que el aprendizaje en línea será más personalizado y adaptado a las necesidades de los alumnos. "Con el auge de la inteligencia artificial y los grandes modelos lingüísticos como ChatGPT, las instituciones educativas están más predispuestas a los experimentos para incorporar los avances científicos de forma transversal en su modelo pedagógico, por lo que es probable que en los próximos meses o años tengamos algún referente institucional en este ámbito", explica Elvis Ortega-Ochoa.

Con este trabajo, se avanza de manera significativa para que los profesionales de educación e informática tengan una mirada panorámica sobre los últimos desarrollos en este campo. La investigación recopila los principios de diseño que hay que considerar al iniciar la creación de estos agentes, y destaca la transversalidad del componente empático en todo el diseño de la interacción, la promoción del aprendizaje dialógico, el dominio del campo del conocimiento y la retroalimentación personalizada según el nivel del estudiante. Además, muestra cómo se han implementado los agentes en los ambientes de aprendizaje y permite tener suficientes elementos para evaluar la efectividad de los principios de diseño.

El estudio espera ser una referencia para los equipos educativos y tecnológicos que pretendan iniciar un proyecto de estas características. En este sentido, también se apuntan aspectos que hay que mejorar, como la falta de claridad a la hora de integrar las conversaciones previas entre agentes y alumnos en una base de datos para determinar los estados de aprendizaje y personalizar las respuestas durante una misma sesión.

Finalmente, la investigación también resalta implicaciones éticas del uso de estos agentes y ofrece algunos consejos para su buen desarrollo: entrenar el sistema con datos no sesgados, gestionar éticamente la información recopilada, garantizar que el algoritmo sea inclusivo y evitar que reproduzca estereotipos discriminatorios, por poner algunos ejemplos.

Los investigadores también alertan de que la mayoría de los estudios sobre proyectos anteriores se han centrado en las percepciones de los estudiantes en cuanto a la calidad, la experiencia y la vinculación afectiva generada por la interacción, pero muy pocos han evaluado el aprendizaje y el nivel de avance en el desarrollo de competencias.

A tenor de estos resultados, los investigadores se plantean ahora la posibilidad de revisar los avances científicos de las estrategias de regulación de las emociones del alumnado durante la interacción con un agente conversacional pedagógico empático, así como de hacer una revisión profunda de las técnicas de desarrollo de estos agentes para conocer cuál es la más viable según los recursos del equipo educativo y tecnológico.

Este proyecto de investigación, financiado por la UOC, favorece los objetivos de desarrollo sostenible (ODS), concretamente el número 4, educación de calidad.

Artículos de referencia

Ortega-Ochoa, E., Quiroga Pérez, J., Arguedas, M., Daradoumis, T., & Marquès Puig, J. M. (2024). The effectiveness of empathic chatbot feedback for developing computer competencies, motivation, self-regulation, and metacognitive reasoning in online higher education. Internet of Things. https://doi.org/10.1016/j.iot.2024.101101

Ortega-Ochoa, E., Arguedas, M. y Daradoumis, T. (2023). Empathic pedagogical conversational agents: A systematic literature review. British Journal of Educational Technology, 00, 1–24. https://doi.org/10.1111/bjet.13413

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